不均一磁場下の2DElectronガスにおけるLandau準位とHall相の新しいクラス:解析解【JST・京大機械翻訳】

Sidler Dominik; Rokaj Vasil; Ruggenthaler Michael; Rubio Angel

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202219036287850 整理番号：22P0027306

不均一磁場下の2DElectronガスにおけるLandau準位とHall相の新しいクラス:解析解【JST・京大機械翻訳】

New Class of Landau Levels and Hall Phases in a 2D Electron Gas Subject to an Inhomogeneous Magnetic Field: An Analytic Solution

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発行年： 2022年01月13日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年03月25日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

Zeeman相互作用を含む静的,不均一(1/r減衰)磁場を受ける電子の束縛状態に対して解析的閉形式解を導いた。解は,熱力学的極限における二次元,非相互作用,電子ガスの多体特性へのアクセスを提供する。半径方向に歪んだLandau準位は,磁場誘起密度および磁気不純物に近い電流振動と同様に同定できる。これらの半径方向に局在化した振動はスピンの磁場へのカップリングに強く依存し,非自明なスピン電流を生じさせる。さらに,Zeeman相互作用は2のスピンg_s因子を仮定してE_F=0 ̄+に対して最低のフラットバンドを導入する。驚くべきことに,この場合,電荷と電流密度は熱力学的極限で解析的に計算できる。数値計算は,電子ガスの全磁気応答がFermiエネルギーに依存しない反磁性(Landau準位と類似)のままであることを示した。しかし,ある無限縮退エネルギー準位の寄与が常磁性になる。さらに,Hall伝導率の数値計算は,磁場の代わりにベクトルポテンシャルの異方性によって駆動される電子ガスの漸近特性を明らかにし,すなわちスピンに依存しない。最終的に,歪んだLandau準位は,特定のFermiエネルギーで鋭い符号フリップを特徴とする異なるHall伝導率相を生じさせる。全体として,本研究は「不純物」をLandauレベル物理学と併合し,局所だけでなく漸近限界においても新しい物理的洞察を与えた。これは,多数の将来の理論および実験研究の道筋を開いた。【JST・京大機械翻訳】

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電子輸送の一般理論

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