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整数量子霍尔效应边缘通道图像的修正

介观与纳米尺度物理 2022-05-31 v2

摘要

最先进的计算机模拟如今为 integer quantum Hall effect (IQHE,整数量子霍尔效应) regime(区)打开了一扇新窗口,迫使我们对迄今积累的共识进行重大修正。在我们破纪录的 Hartree-Fock 方法应用中,我们使用多达 3000 个电子分布在多达 5000 个态上,系统尺寸近乎宏观的 1000x1000nm。特别地,可压缩与不可压缩边缘条带的形成结果与迄今常用图像有本质不同。与 Chklovskii、Shklovskii 和 Glazman (CSG) 的理论相反,早期 IQHE 模型所假设的窄通道并未拓宽为宽的可压缩条带。相反,CSG 的宽可压缩条带转变为满与空自旋分裂朗道能级(LL)团簇的混合体,而团簇边界在宽可压缩条带之上形成仍属狭窄的量子通道网络。在此背景下,基于窄边缘通道的早期模型并不像过去错误宣称的那样因忽略电子-电子相互作用而失效。恰恰相反,与普遍看法不同,我们的建模表明,即便 IQHE 区也带有多体物理的特征,其在电子-电子相互作用存在下仍稳定了窄边缘通道。

关键词

引用

@article{arxiv.2106.12386,
  title  = {Revision of the edge channel picture for the integer quantum Hall effect},
  author = {Josef Oswald},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2106.12386},
  year   = {2022}
}

备注

10 pages