积分态和分数量子哈尔系统中的核自旋松弛
介观与纳米尺度物理
2009-11-07 v2
摘要
我们报告了对核自旋通过超声子相互作用耦合到二维电子气 (2DEG) 的松弛速率的数值研究，研究的磁场对应于分数和整数莱纳滞层 (Landau level, LL) 填满率 nu。我们在球形几何中对最多 20 个相互作用电子的哈密顿量进行精确对角化，忽略有限层宽、无序和 LL 混合。计算描述 2DEG 对嵌入式局部自旋反转响应的谱函数 tau^-1(E)。在 (局部) 不可压缩的 nu=1 或 1/3 态中，短程自旋波的有限库仑能量以及小的核自旋泊克马能，防止了核自旋在电子泊克马能 E_Z 趋于零时的松弛。然而，我们发现当 E_Z 较小且 nu 稍偏离 1 或 1/3 时，核自旋可与 2DEG 中出现的有限尺寸天空子 (skyrmion) 的内部激发相耦合。我们用天空子和反天空子的各种拓扑电荷解释了实验观察到的核自旋松弛速率随 E_Z 和 nu 的依赖。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0203160,
title = {Nuclear spin relaxation in integral and fractional quantum Hall systems},
author = {Izabela Szlufarska and Arkadiusz Wojs and John J. Quinn},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0203160},
year = {2009}
}
备注
10 pages, 7 figures