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总填充 $\nu_T=1$ 量子霍尔双层系统的数值研究:中间层间距处的新相

强关联电子 2017-10-25 v2

摘要

我们研究了总填充为 νT=1/2+1/2\nu_T=1/2+1/2 的最低朗道能级量子霍尔双层系统的相图,作为层间距 dd 的函数。基于数值精确对角化计算,我们得到了三个不同的相,包括小 dd 处具有自发层间相干性的激子超流相,大 dd 处的复合费米液体相,以及 1.1<d/lB<1.81.1<d/l_B<1.8lBl_B 为磁长度)的中间相。从激子超流到中间相的转变通过以下两点识别:(i) 在两层施加扭曲边界条件下基态贝里曲率的剧烈变化;(ii) 第一激发态的能级交叉。从中间相到复合费米液体的转变通过激子超流刚度的消失来识别。此外,从我们的有限尺寸研究来看,在层间转移一个电子的能量代价显示出奇偶效应,并可能在热力学极限下外推到一个有限值,表明层内关联增强。我们对一个中间相及其独特特征的识别为总填充 νT=1\nu_T=1 量子霍尔双层系统的理论理解提供了新的启示。

关键词

引用

@article{arxiv.1703.08463,
  title  = {Numerical Study of Quantum Hall Bilayers at Total Filling $\nu_T=1$: A New Phase at Intermediate Layer Distances},
  author = {Zheng Zhu and Liang Fu and D. N. Sheng},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1703.08463},
  year   = {2017}
}

备注

5 pages, 3 figures (main text); 5 pages, 4 figures (supplementary material); to be published in PRL