Перенормировка спектра акустических фононов и пространственное распределение индуцированного заряда в двухслойной квантовой холловской системе

Abstract

Рассчитана перенормировка частоты акустических фононов, взаимодействующих с двухслойной системой композитных фермионов. Найдено пространственное распределение плотности заряда, индуцированного внешним электростатическим потенциалом, в двухслойной системе композитных фермионов. Показано, что для фактора заполнения, при котором могут реализоваться состояния как с межслоевым статистическим взаимодействием, так и без него, возникновение последнего вызывает скачок фазовой скорости акустического фонона конечной частоты, а также изменение пространственного распределения заряда, индуцированного внешним потенциалом. Рассмотренные эффекты могут быть использованы для наблюдения перехода двухслойной электронной системы, находящейся в режиме дробного квантового эффекта Холла, в новое основное состояние при уменьшении расстояния между слоями.

Розраховано перенормування частоти акустичних фононів, які взаємодіють з двошаровою системою композитних ферміонів. Знайдено просторовий розподіл густини заряду, індукованого зовнішнім електростатичним потенціалом, в двошаровій системі композитних ферміонів. Показано, що для фактора заповнення, при якому може бути реалізовано стани як з міжшаровою статистичною взаємодією, так і без неї, виникнення останньої викликає стрибок фазової швидкості акустичного фонона кінцевої частоти, а також зміну просторового розподілу заряду, індукованого зовнішнім потенціалом. Розглянуті ефекти можуть бути використані для спостереження переходу двошарової електронної системи, що перебуває у режимі дрібного квантового ефекту Хола, у новий основний стан при зменшенні відстані між шарами.

The frequency renormalization of acoustic phonons interacting with a double-layer composite fermion system is calculated. The space distribution of the density of the charge induced by an external electrostatic potential in a double-layer composite fermion system is determined. It is shown that for a filling factor for which states with the interlayer statistical interaction and without it can be realized, the emergence of such an interaction causes a jump in the phase velocity of a finite-frequency acoustic phonon and changes the space distribution of the charge induced by the external potential. These effects can be used for observing a transition in a double-layer electron system under the conditions of the fractional quantum Hall effect to a new ground state upon a decrease in the separation between the layers.