量子霍尔双层结构中由自发对称性破缺导致的禁闭 - 退禁闭相变
介观与纳米尺度物理
2016-02-09 v3 高能物理 - 理论
摘要
能带反转的电子 - 空穴双层结构支持量子自旋霍尔绝缘体和激子凝聚相。我们研究了此类双层结构在外加磁场下的行为。我们表明，层间关联会导致螺旋量子霍尔激子凝聚态的形成。与电子 - 电子双层结构中量子霍尔激子凝聚的手性边缘态不同，反向传播边缘模的存在导致形成了一种不支持无能隙单粒子激发的基态自旋织构。这一特征对系统的低能行为具有深远影响。具体而言，在足够窄的霍尔条中，带电边缘激发是被禁闭的，即一条边缘上的电荷总是会在另一条边缘上引起相反的电荷。此外，我们表明磁场和栅极电压可以控制带电边缘激发的禁闭 - 退禁闭相变，这可以通过非局域电导进行探测。禁闭 - 退禁闭相变具有极大的研究价值，部分原因在于其可能有助于阐明夸克的禁闭问题。
引用
@article{arxiv.1504.05154,
title = {Confinement-deconfinement transition due to spontaneous symmetry breaking in quantum Hall bilayers},
author = {D. I. Pikulin and P. G. Silvestrov and T. Hyart},
journal= {arXiv preprint arXiv:1504.05154},
year = {2016}
}
备注
19 pages, 8 figures; v3: added Landau level diagrams and discussion of quantization breakdown