填充因子2的量子霍尔边缘处电子波包的弛豫
介观与纳米尺度物理
2016-01-20 v2 强关联电子
摘要
在这项工作中，我们讨论最近的实验[S. Tewari et al., arXiv:1503.05057v1]，该实验借助电子马赫-曾德尔（MZ）干涉仪研究了在填充因子2的量子霍尔（QH）系统边缘产生的单电子波包相位相干性的抑制。实验作者观察到了相位相干性的意外行为：在高能处饱和而非消失，这或许表明波包在到达MZ干涉仪之前弛豫到了基态。此处，我们利用边缘态模型[I. P. Levkivskyi, E. V. Sukhorukov, Phys. Rev. B 78, 045322 (2008)]从理论上研究这一情形，该模型考虑了QH系统边缘两个电子通道间的强库仑相互作用。我们得出结论：观测现象无法在该模型内解释，原因在于在电子谱低能线性的假设下，系统就集体电荷激发而言保持可积，因此尽管存在强相互作用，完全弛豫到基态是不可能的。结果，相位相干度以幂律方式随初态能量递减。由于实验中未发生此情况，QH态边缘可能发生新的物理现象，值得进一步研究。我们通过计算单电子波包出射非平衡态的能量分布和Wigner函数支持了我们的发现。
引用
@article{arxiv.1506.08305,
title = {Relaxation of an electron wave packet at the quantum Hall edge at filling factor 2},
author = {Artur O. Slobodeniuk and Edvin G. Idrisov and Eugene V. Sukhorukov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1506.08305},
year = {2016}
}
备注
14 pages, 6 figures, final version