分数量子霍尔边缘态的杂质散射与输运

我们研究了杂质散射对填充因子$\nu =n/(np+1)$（其中$n$为整数，$p$为偶整数）的一类广泛量子霍尔流体低能边缘态动力学的影响。当$p$为正时，所有$n$个边缘模预计沿同一方向运动，而当$p$为负时，一个模的运动方向与其余$n-1$个模相反。使用手征Luttinger模型描述边缘通道，我们表明对于理想边缘，当$p$为负时，预言了非量子化且非普适的霍尔电导。非量子化电导与$n$个边缘通道之间缺乏平衡相关联。为了解释稳健的实验霍尔量子化，有必要将杂质散射纳入模型，以实现边缘平衡。微扰分析表明，边缘杂质散射是相关的，并将修改低能边缘动力学。我们描述了随机$n$通道边缘的非微扰解，揭示了新的无序主导相的存在，其特征是稳定的零温度重整化群不动点。该相由单个传播电荷模组成，给出量子化的霍尔电导，以及$n-1$个中性模。所有中性模以相同速度传播，并表现出精确的SU(n)对称性。在有限温度下，SU(n)对称性被破坏，中性模以有限速率衰减，该速率在低温下随$T^2$变化。详细描述了精确解得出的各种实验预测和推论，重点关注通过点接触的隧穿实验。