在强关联一维导体中观测分离的自旋与电荷费米海

电子通常被认为只有一种形式的动能，但它能否通过激发其他电子，为其自旋和电荷拥有更多动能？在一维（1D）中，相互作用电子的低能物理可由Tomonaga-Luttinger模型很好地描述，但在此线性 regime 之外实验上几乎鲜有观测。在此，我们报道了利用隧穿谱学对一维门控线中多体模式的测量。我们观测到两个抛物线型色散，表明在高能处存在与自旋和电荷激发相关的分离费米海，同时出现了两个额外的一维“复制”模式，其强度随线长减小而增强。通过改变一维子带间屏蔽量超过45%，我们改变了有效相互作用强度。我们的发现证明了在Tomonaga-Luttinger模型有效性低能极限之外的整个能带中存在自旋-电荷分离，也为较新的非线性Tomonaga-Luttinger理论的有效性设定了约束。