Descrizione del progetto
Sondare la carica e la statistica frazionaria con gli interferometri elettronici
Si prevede che gli stati di Hall quantistici frazionari ospitino quasiparticelle esotiche portatrici di carica frazionaria e obbediscano a una statistica frazionaria di intreccio anionico. Le ricerche recenti che hanno puntato a chiarire la statistica di scambio delle quasiparticelle hanno svelato che le modalità Edge spontanee, non topologiche e neutrali rappresentano il principale responsabile del disordine delle quasiparticelle. Il progetto ANYONIC, finanziato dall’UE, svilupperà una nuova classe di interferometri elettronici di dimensioni microscopiche su wafer GaAs (a base di arseniuro di gallio) di qualità ultra elevata per sondare la carica e la statistica frazionaria. Per placare le modalità Edge neutrali, l’interferometro si baserà su modalità frazionarie ingegnerizzate sinteticamente. L’ambiente locale di tali modalità è controllabile, il che lo rende meno ospitale per le modalità Edge neutrali. Le misurazioni della conduzione termica dovrebbero contribuire a individuare gli ordini topologici degli stati esotici, ovvero a distinguere tra gli stati frazionari abeliani e non.
Obiettivo
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.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. La classificazione di questo progetto è stata convalidata dal team del progetto.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. La classificazione di questo progetto è stata convalidata dal team del progetto.
Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-ADG - Advanced GrantIstituzione ospitante
7610001 Rehovot
Israele