Description du projet
Sonder la charge fractionnaire et les statistiques avec des interféromètres électroniques
Les états de Hall quantique fractionnels sont supposés héberger des quasi-particules exotiques portant une charge fractionnaire et obéissant à des statistiques de tressage anyonique fractionnaire. Des recherches récentes destinées à faire la lumière sur les statistiques d’échange de quasiparticules ont révélé que les modes de bord neutres spontanés et non topologiques sont les principaux responsables du désordre des quasiparticules. Le projet ANYONIC, financé par l’UE, développera une nouvelle catégorie d’interféromètres électroniques de taille microscopique sur des tranches de GaAs de très haute qualité afin de sonder la charge fractionnelle et les statistiques. Pour éteindre les modes de bord neutres, l’interféromètre sera basé sur des modes fractionnaires synthétiques. L’environnement local de ces modes peut être contrôlé, le rendant moins hospitalier pour les modes de bord neutre. Les mesures de conductance thermique devraient aider à identifier les ordres topologiques des états exotiques, en distinguant notamment les états fractionnaires abéliens et non abéliens.
Objectif
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.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. La classification de ce projet a été validée par l’équipe qui en a la charge.
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. La classification de ce projet a été validée par l’équipe qui en a la charge.
Mots‑clés
Programme(s)
Thème(s)
Régime de financement
ERC-ADG - Advanced GrantInstitution d’accueil
7610001 Rehovot
Israël