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费米能敏感的各向异性材料普适导电波动

介观与纳米尺度物理 2025-06-11 v3 无序系统与神经网络

摘要

普适导电波动是介观器件中量子干涉的标志。根据 Altshuler-Lee-Stone 理论,普适导电波动的�幅与系统参数(如费米能和无序强度)无关。然而,最近的实验表明,在各向异性 Dirac 半导体 Cd3As2\mathrm{Cd_3As_2} 中,普适导电波动相对于费米能存在显著变化,这表明其取决于能带各向异性。在本工作中,我们通过对普适导电波动随费米能变化进行详细研究来调和理论预测与实验观察之间的差异,采用可调各向异性参数的紧束缚模型。能带边缘附近,哈密顿量简化为各向异性自由电子气模型,恢复广义 Altshuler-Lee-Stone 理论。然而,随着费米能向能带中心移动,其中旋转对称性转化为 C4C_4(四向旋转)对称性,普适导电波动�幅偏离标准理论。我们的发现表明,随着各向异性的增强,普适导电波动对费米能的敏感性日益增加。此外,使用 Cd3As2\mathrm{Cd_3As_2} 的真实参数,我们的计算表明普适导电波动在狄拉克点处于增强状态,这在定性上与实验结果一致。该增强发生在我们计算的两个垂直传输方向中,尽管幅度在定量上存在差异,这可以在未来的实验中进行测试。鉴于各向异性材料的普遍性以及通过应变或扭转实现各向异性的技术进步, our 结果为通过普适导电波动表征本征电子属性提供了宝贵的参考。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.18091,
  title  = {Fermi energy sensitive universal conductance fluctuations in anisotropic materials},
  author = {Qiang Yang and Yayun Hu and Zhe Hou and Peiqing Tong},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.18091},
  year   = {2025}
}

备注

19 pages, 11 figures