Projektbeschreibung
Untersuchung der fraktionalen Ladung und Statistik mit elektronischen Interferometern
Es wird vermutet, dass fraktionale Quanten-Hall-Zustände exotische Quasiteilchen beherbergen, die eine fraktionale Ladung tragen und einer fraktionalen anyonischen Flechtstatistik gehorchen. Jüngste Forschungsarbeiten zielen darauf ab, die Statistik des Quasiteilchenaustauschs zu beleuchten. Sie haben ergeben, dass spontane, nicht-topologische, neutrale Randmoden die Hauptursache für die Unordnung der Quasiteilchen sind. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts ANYONIC wird eine neue Klasse von elektronischen Interferometern in Mikrogröße auf besonders hochwertigen GaAs-Wafern entwickelt, um die fraktionale Ladung und Statistik zu untersuchen. Um die neutralen Randmoden zu löschen, wird das Interferometer auf synthetisch erzeugten fraktionalen Moden basieren. Die lokale Umgebung solcher Moden kann dahingehend gesteuert werden, dass sie für die neutralen Randmoden weniger einladend ist. Messungen der thermischen Leitfähigkeit sollen helfen, die topologischen Ordnungen exotischer Zustände zu identifizieren, insbesondere die Unterscheidung zwischen abelschen und nicht-abelschen fraktionalen Zuständen.
Ziel
Since their discovery, Quantum Hall Effects have unfolded intriguing avenues of research, exhibiting a multitude of unexpected exotic states: accurate quantized conductance states; particle-like and hole-conjugate fractional states; counter-propagating charge and neutral edge modes; and fractionally charged quasiparticles - abelian and (predicted) non-abelian. Since the sought-after anyonic statistics of fractional states is yet to be verified, I propose to launch a thorough search for it employing new means. I believe that our studies will serve the expanding field of the emerging family of topological materials.
Our on-going attempts to observe quasiparticles (qps) interference, in order to uncover their exchange statistics (under ERC), taught us that spontaneous, non-topological, neutral edge modes are the main culprit responsible for qps dephasing. In an effort to quench the neutral modes, we plan to develop a new class of micro-size interferometers, based on synthetically engineered fractional modes. Flowing away from the fixed physical edge, their local environment can be controlled, making it less hospitable for the neutral modes.
Having at hand our synthetized helical-type fractional modes, it is highly tempting to employ them to form localize para-fermions, which will extend the family of exotic states. This can be done by proximitizing them to a superconductor, or gapping them via inter-mode coupling.
The less familiar thermal conductance measurements, which we recently developed (under ERC), will be applied throughout our work to identify topological orders of exotic states; namely, distinguishing between abelian and non-abelian fractional states.
The proposal is based on an intensive and continuous MBE effort, aimed at developing extremely high purity, GaAs based, structures. Among them, structures that support our new synthetic modes that are amenable to manipulation, and others that host rare exotic states, such as v=5/2, 12/5, 19/8, and 35/16.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Das Projektteam hat die Klassifizierung dieses Projekts bestätigt.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Das Projektteam hat die Klassifizierung dieses Projekts bestätigt.
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-ADG - Advanced GrantGastgebende Einrichtung
7610001 Rehovot
Israel