Edge reconstruction and emergent neutral modes in integer and fractional quantum Hall phases

Анотація

Ця стаття містить огляд наших останніх робіт з дробових хіральних мод, які виникають внаслідок реконструкції краю в цілочисельних та дробових квантових фазах Холла (QH). Додана нова частина — аналіз реконструкції краю фази ν = 2 / 5. QH-стани — це топологічні фази матерії з хіральними безщілинними модами на краю. Ці граничні моди можуть поширюватися за потоком або назустріч та підтримувати зарядові або зарядово-нейтральні збудження. З топологічних міркувань очікується, що QH-стани, подібні до частинок, підтримуватимуть лише зарядові моди, що поширюються за потоком. Однак взаємодія між електронним відштовхуванням та потенціалом обмеження границі може викликати певні квантові фазові переходи (так звані реконструкції) на границі, які пов’язані з зародженням додаткових пар зустрічних мод. З використанням варіаційних методів вивчено граничну реконструкцію у прототипових фазах, подібних до частинок, при ν =1, 1/ 3 і 2 / 5 як функцію нахилу утримуючого потенціалу. Аналіз показує, що подальше перенормування граничних мод, яке обумовлено тунелюванням, що викликано безладом та міжмодовими взаємодіями, ймовірно призведе до появи нейтральних мод, зустрічних потоку. Ці прогнози можуть бути перевірені у відповідно спланованих транспортних експериментах. Наші результати узгоджуються з попередніми спостереженнями зустрічних потоку нейтральних мод у цих фазах QH і можуть пояснити відсутність аніонних перешкод в електронних пристроях Маха–Цендера.