分数量子霍尔态激发间隙：精确对角化研究
介观与纳米尺度物理
2009-11-07 v3
摘要
我们使用对 16 个粒子系统进行的精确对角化计算，以及对无限系统规模的外推，计算了填充系数为 和 时自旋 polarized 分数量子霍尔态的能隙。对于纯库仑相互作用且忽略有限宽度效应、无序和 Landau 层混合的情况下计算得到的能隙，与复合费子理论的预测一致，前提是包含对有效质量的对数修正项。在我们所示的之前的估计中， 和 的能隙被高估了约15%。我们还研究了由于二维层非零宽度导致能隙的减小。我们表明，这些效应可以准确地使用两种试波函数（即高斯型或 z*Gaussian' (zG) 试波函数）来描述，而这两种试波函数比 Fang-Howard 试波函数要好得多。在典型异质结构样品的参数下，我们发现能隙约减小20%。经过对无序进行经验性修正后，实验测得的能隙仍比计算值小约40%。然而对于金属-绝缘体-半导体 (MIS) 器件中的四烯层，我们发现测量得到的激活能隙与我们计算的值接近。我们讨论了 GaAs 异质结构中计算值与测量值差异大于 MIS 器件的可能原因。最后，我们Present了使用最多18个电子计算 能隙并包含宽度修正的新计算结果。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0202407,
title = {Excitation gaps in fractional quantum Hall states: An exact diagonalization study},
author = {R. H. Morf and N. d'Ambrumenil and S. Das Sarma},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0202407},
year = {2009}
}
备注
18 pages, 17 figures