单尺度磁应应 Landau 量子化：热力学、量子振荡与计量学

我们发展了一种关于受均匀螺旋缺陷密度下电子系统在均匀磁场中的热力学和量子振荡的统一、单尺度描述。一个可调谐的间隙$\hbar|\omega_{eff}|$，其中$\omega_{eff}=\omega_{c}+\omega_{cl}$，组织了所有从紧凑的谐振子分配函数中获得的平衡可观测量：自由能、内能、熵、热容、磁化、磁化不确定性和磁热响应，都坍缩到$x=\hbar|\omega_{eff}|/(2k_{B}T)$中的普适双曲函数核中。我们识别出一个补偿场区，其中横向间隙闭合，热容达到等配分平坦，提供了磁应应干涉的尖锐特征。在传输和扭转中，同一尺度刚性地偏移Hall风扇，并压缩以$1/B_{eff}$表示的de Haas-van Alphen和Shubnikov-de Haas振荡的$1/B$周期，这使我们能够实现一种相解缝协议，对从单场扫描中测量缺陷密度。对于亚波长尺寸样品，边界修正导致Landau退化性产生有限尺寸热力学振荡，这用于诊断有效磁长度。适度的无序和弱相互作用保持核结构的同时平滑了振幅。我们勾勒了一种结合芯片热力学、扭转磁计和传输的实验路线图，并讨论了在热力学器件和应变工程、磁热微制冷、磁应应热开关和膨胀计信号转换等器件级机会中，单尺度$\hbar|\omega_{eff}|$如何实现合理设计和优化。