宽量子阱中 ν=1/2 分数量子霍尔效应的起源
强关联电子
2021-05-05 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
近三十年前在宽量子阱中观测到的 ν=1/2 分数量子霍尔效应的本质仍有争议。先前的研究通过变分蒙特卡洛方法探讨该问题，该方法假设在零磁场局域密度近似下得到的横向波函数以及对称与反对称子带间的能隙在强垂直磁场下依然有效；此方法还忽略了朗道能级混合的效应。我们在本工作中发展了三维固定相蒙特卡洛方法，该方法在单一框架下直接在大磁场下给出有限宽度量子阱中各种候选态的总能量，并包含朗道能级混合。此方法可应用于单分量态，也可应用于对称与反对称能带近简并极限下的双分量态。我们的三维固定相扩散蒙特卡洛计算表明，宽量子阱中观测到的 1/2 分数量子霍尔态很可能是支持非阿贝尔激发的单分量 Pfaffian 态。我们希望这将推动针对此态的进一步实验研究。
引用
@article{arxiv.2010.08911,
title = {Origin of the $\nu=1/2$ fractional quantum Hall effect in wide quantum wells},
author = {Tongzhou Zhao and William N. Faugno and Songyang Pu and Ajit C. Balram and J. K. Jain},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.08911},
year = {2021}
}