О новых квантовых состояниях в режиме дробного квантового эффекта Холла

Анотація

Показано, что наблюдавшиеся экспериментально в режиме дробного квантового эффекта Холла (ДКЭХ) новые дробные значения фактора заполнения n = 4/11, 4/13, 5/13, 5/17, 6/17, 3/8 и 3/10 (а также дополнительные дроби 5/8 и 7/11), которые не удовлетворяют стандартной модели композитных фермионов (КФ), могут быть описаны в рамках расширенной систематики квантовых состояний ДКЭХ, основанной на предположении Гальперина о сосуществовании свободных электронов и связанных электронных пар в двумерных (2D) системах в термодинамическом пределе. Возможность существования связанных триплетных "куперовских " пар в полностью поляризованном состоянии на нижайшем спиновом уровне Ландау может быть обусловлена электрон-фононным взаимодействием 2D электронов с 2D поверхностными акустическими и оптическими фононами, локализованными вблизи интерфейса в полупроводниковых гетероструктурах. Предлагаемая расширенная систематика включает в себя, как частные случаи, модель Лафлина, ранние иерархические модели ДКЭХ и модель КФ c некоторыми ее обобщениями и позволяет описать абсолютно все наблюдаемые дробные значения n, включая дроби с четными знаменателями (в частности, n = 3/8 и 3/10), а также предсказать возможность существования новых "экзотических" дробей (например, n =5/14, 5/16, 3/20).