分数化电子自旋激发态的 Mach-Zehnder 干涉
介观与纳米尺度物理
2025-05-30 v1
摘要
电子边缘通道之间的间隙库仑相互作用混合了电荷激发态，产生在不同速度下传播的耦合激发态本征模。这种模式转换导致电子态被分割成碎片，对应于共轴一维电子系统的 Tomonaga-Luttinger 液体模型。本文报道了在 Mach-Zehnder 干涉仪中，对电子态在分数化过程中的相干演化。该干涉仪采用共 propagante 的自旋向上和自旋向下通道作为干涉路径。我们观察到随着干涉路径之间电压偏置变化而出现的干涉可见度振荡，这些现象归因于具有不同相位演化的分数化自旋激发态的二阶干涉。该观察与仅预测单粒子图景的第一阶干涉形成对比，这反映了在单向传输过程中自旋向上和自旋向下叠加态的相位演化。二阶干涉表明该叠加态被分割到相互独立的快速激发态和慢速激发态。我们的观察将分数化过程作为一种新颖的电子自旋态编码方式，实现了到空间上分离的碎片。
引用
@article{arxiv.2407.11490,
title = {Mach-Zehnder interference of fractionalized electron-spin excitations},
author = {Takase Shimizu and Eiki Iyoda and Satoshi Sasaki and Akira Endo and Shingo Katsumoto and Norio Kumada and Masayuki Hashisaka},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.11490},
year = {2025}
}