Евгений Думанов » Публикация

Поделиться публикацией:

Опубликовано 2013-03-04 На SciPeople2013-08-23 ЖурналФизико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН

Когерентность двумерных электронно-дырочных систем: спонтанное нарушение непрерывных симметрий

С.А. Москаленко, М.А. Либерман, Е.С. Москаленко, Е.В. Думанов, И.В. Подлесный / Евгений Думанов

Аннотация

Спонтанное нарушение непрерывных симметрий двумерной электронно-дырочной системы в сильном пер-пендикулярном плоскости магнитном поле приводит к образованию новых основных состояний и определяет энергетический спектр коллективных элементарных возбуждений, появляющихся над этими основными состояниями. В обзоре основное внимание уделено электронно-дырочной истеме,сформированной из компланарных магнитоэкситонов в условиях бозе-эйнштейновской конденсации в состояние с волновым вектором k = 0 при учете влияния возбужденных уровней Ландау, когда элементарные возбуждения экситонного типа сосуществуют с колебаниями плазмонного типа. В то же время представляют большой интерес свойства двухкомпонентной системы, состоящей из двумерного электронного газа и двумерного дырочного газа, пространственно разделенных в двойной квантовой яме, в условиях дробного квантового эффекта Холла, поскольку эти свойства могут повлиять на квантовые состояния магнитных экситонов, которые образуются когда расстояние между слоями стремится к нулю. Также рассмотрены двухслойные электронные системы в условиях дробного квантового эффекта Холла с фактором заполнения, равным половине для каждого слоя, и с общим фактором заполнения, равным единице. Когерентность между элек- тронными состояниями в двух слоях эквивалентна формированию экситонов, находящихся в когерентном макроскопическом состоянии. Это делает возможным сравнение энергетического спектра коллективных элементарных возбуждений бозе-эйнштейновских конденсированных экситонов в условиях квантового эффекта Холла и компланарных магнитоэкситонов. Нарушение глобальной калибровочной симметрии либо непрерывной вращательной симметрии приводит к образованию бесщелевого спектра типа Намбу– Голдстоуна, тогда как нарушение локальной калибровочной симметрии сопровождается появлением щели в энергетическом спектре (феномен Хиггса). Эти явления аналогичны образованию безмассовых и массивных частиц в релятивистской физике. Применение теоремы Нильсена и Чадхи, устанавливающей число мод Намбу–Голдстоуна в зависимости от числа нарушенных операторов симметрии, продемонстрировано на примере бозе-эйнштейновской конденсации спинорных атомных газов в оптической ловушке. Этот пример приведен для того, чтобы лучше понять результаты, полученные в случае бозе-эйнштейновской конденсации компланарных магнитоэкситонов. Феномен Хиггса приводит к появлению составных частиц в условиях дробного квантового эффекта Холла. Их описание дано в терминах теории Гинзбурга–Ландау.