Зарядовое упорядочение и межслойная фазовая когерентность в квантовых холловских сверхрешетках

Abstract

Изучена возможность существования состояний со спонтанной межслойной фазовой когерентностью в многослойных электронных системах в сильном перпендикулярном магнитном поле. Показано, что в таких системах фазовая когерентность может устанавливаться только внутри отдельных пар ближайших слоев, а между слоями различных пар такая когерентность отсутствует. Определены условия устойчивости состояния с межслойной фазовой когерентностью относительно перехода в зарядово-упорядоченное состояние. Показано, что в системе с числом слоев N ≤10 устойчивость имеет место при любых расстояниях между слоями d. При N >10 имеется два интервала устойчивости: при достаточно больших и при достаточно малых d. При N →∞интервал устойчивости в области малых d исчезает.

Вивчено можливiсть iснування станiв зi спонтанною мiжшаровою фазовою когерентнiстю в багатошарових електронних системах у сильному перпендикулярному магнiтному полi. Показано, що в таких системах фазова когерентнiсть може установлюватися тiльки усерединi окремих пар найближчих шарiв, а мiж шарами рiзних пар така когерентнiсть вiдсутня. Визначено умови стабiльностi стану з мiжшаровою фазовою когерентнiстю вiдносно переходу в зарядово- упорядкований стан. Показано, що в системi з числом шарiв N≤10 стабiльнiсть має мiсце при будь-яких вiдстанях мiж шарами d. При N >10 iснує два iнтервала стабiльностi: при достатньо великих i при достатньо малих d. При N→∞ iнтервал стабiльностi в областi малих d зникає.

The possibility of the existence of states with spontaneous interlayer phase coherence in multilayer electron systems in strong perpendicular magnetic field is studied. It is shown that in such systems the phase coherence may be developed only within separate pairs of nearest layers, while there is no coherence between layers belonging to different pairs. The conditions of stability of the state with interlayer phase coherence to the transition to a charge ordered state are established. It is shown that in a system with number of layers N ≤ 10 the stability takes place at any interlayer distances d. At N > 10 there are two regions of stability: at rather large d and at rather small d. At N→∞ the region of stability at small d disappears.