論文の概要: Quantum Transport of Charge Density Wave Electrons in Layered Materials

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.10512v1
• Date: Mon, 16 Oct 2023 15:32:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-17 13:24:33.159641
• Title: Quantum Transport of Charge Density Wave Electrons in Layered Materials
• Title（参考訳）: 層状材料中の電荷密度波電子の量子輸送
• Authors: John H. Miller Jr, Martha Y. Su\'arez-Villagr\'an and Johnathan O. Sanderson
• Abstract要約: 量子CDW電子輸送のさらなる証拠について議論する。 その結果, 9Kから474Kの温度では, トリハロコゲナイド系材料のCDW電流電圧プロットがほぼ正確に一致することがわかった。 熱的に堅牢な量子情報処理システムへの応用の可能性を検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.991813293135195
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The charge density wave (CDW) is a condensate that often forms in layered materials. It is known to carry electric current \emph{en masse}, but the transport mechanism remains poorly understood at the microscopic level. Its quantum nature is revealed by several lines of evidence. Experiments often show lack of CDW displacement when biased just below the threshold for nonlinear transport, indicating the CDW never reaches the critical point for classical depinning. Quantum behavior is also revealed by oscillations of period $h/2e$ in CDW conductance vs. magnetic flux, sometimes accompanied by telegraph-like switching, in $\text{TaS}_3$ rings above 77 K. Here we discuss further evidence for quantum CDW electron transport. We find that, for temperatures ranging from 9 to 474 K, CDW current-voltage plots of three trichalcogenide materials agree almost precisely with a modified Zener-tunneling curve and with time-correlated soliton tunneling model simulations. In our model we treat the Schr\"{o}dinger equation as an emergent classical equation that describes fluidic Josephson-like coupling of paired electrons between evolving topological states. We find that an extension of this \lq classically robust' quantum picture explains both the $h/2e$ magnetoconductance oscillations and switching behavior in CDW rings. We consider potential applications for thermally robust quantum information processing systems.
• Abstract（参考訳）: 電荷密度波(cdw)は、しばしば層状物質に形成される凝縮体である。 電流 \emph{en masse} を運ぶことが知られているが、輸送機構は顕微鏡レベルでは理解されていない。 その量子の性質はいくつかの証拠によって明らかにされる。 実験では、非線形輸送のしきい値のすぐ下に偏りがある場合、cdwの変位の欠如が示され、cdwが古典的デピン化の臨界点に達することはない。 CDWコンダクタンスと磁気フラックスの周期$h/2e$の振動、時には電信のようなスイッチングを伴う、77K以上の$\text{TaS}_3$のリングによっても量子挙動が明らかになる。 その結果, 9Kから474Kの温度では, トリハロコゲナイド系材料のCDW電流電圧プロットはゼナートンネル曲線と時間相関のソリトントンネルモデルとほぼ正確に一致することがわかった。 このモデルでは、schr\"{o}dinger方程式を、発展する位相状態間の対電子の流体的ジョセフソン様結合を記述する創発的古典方程式として扱う。 この「古典的に堅牢な」量子画像の拡張は、CDW環の$h/2e$磁気伝導振動とスイッチング挙動の両方を説明する。 熱的に堅牢な量子情報処理システムへの応用の可能性を検討する。

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