量子霍尔效应条件下慢表面极化子的群速度基本台阶

我们预言了一种新型的集体电磁激发，即表面极化子（SP）——在量子霍尔效应（QHE）条件下，处于强磁场中的二维电子层内。我们在广泛的频率$\omega$和波矢$\bf k$范围内找到了SP的谱、阻尼和极化。结果表明，在回旋共振（CR）附近（$\omega\sim\Omega=\displaystyle eB/mc$），SP的相速度急剧减慢，群速度经历由精细结构常数$\alpha=e^2/\hbar c$定义的基本台阶。在CR次谐波附近（$\omega\sim 2 \Omega$），SP出现负（反常）色散。二维电子层中电子的弛豫产生了一种新的耗散性集体阈值型SP模式。我们提出了一种利用Wigner分布函数形式计算QHE条件下二维电子层动力学系数的方法，并确定了它们的空间和频率色散。利用该方法，我们计算了QHE条件下CR的线形和直流电导，与实验数据吻合良好。