低电子密度下量子线的电导

我们研究了电子通过连接两个 Bulk 引脚的长量子线的传输。随着电子密度降低，库仑相互作用导致电子形成短程晶体有序结构。在这种鲁姆子晶体状态中，电子的自旋形成具有指数级小交换耦合 J 的反铁磁海森堡自旋链。由于线与引脚之间的耦合导致电子密度不均匀，自旋-电荷分离在该器件中被破坏。因此，自旋会影响线的电导。 在零温下，低能自旋激发态可自由通过线，其电导保持为 2e$^2$/h。由于自旋链中激发能（自旋子）的能量不能超过 $\pi J$/2，线的电导在低温 T $<<$ J 时获得指数级小的负修正 $\delta G \propto -\exp(-\pi J/2T)$。在较高温度 T $>>$ J 时，线上大多数自旋激发态被反射，电导在新的普适值 e$^2$/h 处平稳。