Utjecaj kvantnog Hall efekta na električni transport u FISDW fazi (TMTSF)2PF6

T. Vuletić et al., Institut za fiziku

3. Znanstveni sastanak Hrvatskog Fizikalnog društva

•model: Institut des Materiaux Jean Rouxel

Autori: T. Vuletić1,2, C. Pasquier2, P. Auban-Senzier2

S. Tomić1: otkrila nelinearnu vodljivost VGSa

D. Jérome2: otkrio supravodljivost (TMTSF)2PF6

K. Maki3: teorija nelinearne vodljivosti VGSa

K. Bechgaard4: sintetizirao (TMTSF)2PF6

1 Institut za fiziku, Zagreb e-mail: tvuletic@ifs.hr 2 Laboratoire de Physique des Solides, UPS,, Orsay, Francuska3 Dept. of Physics & Astronomy, USC, Los Angeles, SAD4 Dept. of Cond. Matter Physics and Chemistry, RNL, Roskilde, Danska

Lanac (TMTSF)2PF6

Fazni dijagram (TMTSF)2PF6

temperatura, T vs. p, tlak, uz magnetsko polje = 0

Slijed FISDW subfaza: N,...4, 3, 2, 1, 0, javlja se pri visokom tlaku p>9.4 kbar primjenom magnetskog polja

Identificiranje FISDW subfaza...

Identificiranje FISDW subfaza mjerenjem

komponenata tenzora otpornosti u ovisnosti o

magnetskom polju

b’

H||c*

a I+

I-

Vxx

Vxy

RHall=Vxy/I

Rxx=Vxx/I

Karakteriziranje FISDW

subfaza

Identificiranje FISDW subfaza

mjerenjem longitudinalnog

otpora Rxx u ovisnosti o

temperaturi za određena

magnetska polja

Karakteriziranje FISDW faza mjerenjem tenzora otpornosti u ovisnosti o temperaturi

Visokokvalitetni uzorak (rr=1000)

Raspoznaju se subfaze N=8,...,2

Pune linije na slikama b) i c) su rezultat izvrstne prilagodbe na teorijske izraze uz nr=0.003

PARADOKS: Longitudinalni otpor uzorka xx ide u 0 za najniže T, a pokazali smo i da longitudinalna vodljivost xx tada teži 0 zbog opadanja broja kvazičestica

Karakteriziranje FISDW faza mjerenjem tenzora otpornosti u ovisnosti o temperaturi

Niskokvalitetni uzorak (rr=40)

Raspoznaju se samo subfaze N=4,...,2

Pune linije na slici b) su rezultat izvrstne prilagodbe na teorijske izraze uz nr=0.100

Crtkana linija predstavlja N=2 fazu visokokvalitetnog uzorka

Sig_xy Tenzorske karakteristike transporta pod utjecajem QHE: TEORIJA definira vodljivost, EKSPERIMENT daje otpornost,

QHE čini dominantni doprinos izvandijagonalnoj, Hall, komponenti vodljivosti xy

Gustoća kondenzata proračunata u dinamičkoj i u statičkoj granici

Pokazat ćemo kako je Hall komponenta ovisna o indeksu subfaze N i o detaljnom proračunu gustoće kondenzata

Sig_xx Tenzorske karakteristike transporta pod utjecajem QHE: TEORIJA definira vodljivost, EKSPERIMENT daje otpornost,

Dijagonalne komponente vodljivosti xx, yy smanjuju se proporcionalno smanjenju gustoće kvazičestica ulaskom u pojedinu FISDW subfazu

smanjenje gustoće kvazičestica je približno eksponencijalno s temperaturom (procjep...), no pokazat ćemo postojanje rezidualne gustoće nr

Temperaturna ovisnost procjepa u jednočestičnom spektru. (0) je ovisno o magnetskom polju.

rho_xxxyyy Tenzorske karakteristike transporta pod utjecajem QHE: TEORIJA definira vodljivost, EKSPERIMENT daje otpornost,

Komponente tenzora otpornosti xx, yy , xy predstavljene preko prije dobivenih komponenata tenzora vodljivosti xx, xy , yy

Kombinacijom izraza za komponente vodljivosti dobivaju se izrazi za (normirane) komponente otpornosti xx, yy , yy prikladne za prilagodbu (fitanje) eksperimentalnim rezultatima

A, gammaJednostavna TEORIJA vodljivosti

izvrstno potvrđena EKSPERIMENTOM

rezidualna gustoća kvazičestica, nr mjera kvalitete uzorka

nr (highQ)/nr (lowQ)=33

izravno je usporedivo s

rr (lowQ)/rr (highQ)=25

~ N2

~ H4

izvandijagonalni parametar A A/N2 ~ Hk; k=5.2; karakterizira normalnu, metalnu, fazu

Širina procjepa 0(H) u kombinaciji s izravno, eksperimentalno, utvrđenim TC(H) pokazana je prva potvrda teorije Montambauxa & Poilblanca o ponašanju procjepa za FISDW

Paper fig 5:4 params.

• Montambaux & Poilblanc, PRB 37 (1988) 1913

TC – određen eksperimentalno s preciznošću reda mK

(0) – dobiven iz prilagodbi s točnošću boljom od 1%

• Dobiveni su kvalitetni eksperimentalni rezultati za više uzoraka. Rezultati su konzistenti unutar jedne šire slike.

• Postavljen teorijski opis tenzora vodljivosti unutar FISDW faza koji izvrstno opisuje eksperimentalne rezultate

• Visokom točnošću određeni (0) (uz precizno utvrđene TC). Otuda je dobivena važna potvrda standarnog opisa kvantiziranog vektora ugnježđenja FISDW: Qx=2kF – NebH/ħc

• Ustanovljena razlika između visoko i niskokvalitetnih uzoraka kvantificirana je teorijskim parametrom nr,vrijednosti kojeg su neovisno određene iz eksperimenta.

Zaključak