論文の概要: An Effective Theory for Graphene Nanoribbons with Junctions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.04715v3
• Date: Fri, 26 Apr 2024 09:07:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-29 17:38:26.932208
• Title: An Effective Theory for Graphene Nanoribbons with Junctions
• Title（参考訳）: 接合を有するグラフェンナノリボンの有効理論
• Authors: Johann Ostmeyer, Lado Razmadze, Evan Berkowitz, Thomas Luu, Ulf-G. Meißner,
• Abstract要約: 我々は, ハイブリッドナノリボンの記述のための強結合型アンサッツに基づく有効理論を導出した。 量子モンテカルロシミュレーションを用いて、ハバード相互作用の存在下で有効理論が依然として適用可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Graphene nanoribbons are a promising candidate for fault-tolerant quantum electronics. In this scenario, qubits are realised by localised states that can emerge on junctions in hybrid ribbons formed by two armchair nanoribbons of different widths. We derive an effective theory based on a tight-binding ansatz for the description of hybrid nanoribbons and use it to make accurate predictions of the energy gap and nature of the localisation in various hybrid nanoribbon geometries. We use quantum Monte Carlo simulations to demonstrate that the effective theory remains applicable in the presence of Hubbard interactions. We discover, in addition to the well known localisations on junctions, which we call `Fuji', a new type of `Kilimanjaro' localisation smeared out over a segment of the hybrid ribbon. We show that Fuji localisations in hybrids of width $N$ and $N+2$ armchair nanoribbons occur around symmetric junctions if and only if $N\pmod3=1$, while edge-aligned junctions never support strong localisation. This behaviour cannot be explained relying purely on the topological $Z_2$ invariant, which has been believed the origin of the localisations to date.
• Abstract（参考訳）: グラフェンナノリボンは耐故障性量子エレクトロニクスの候補となる。 このシナリオでは、クビットは異なる幅の2つのアームチェアナノリボンによって形成されるハイブリッドリボンの接合に現れる局所化された状態によって実現される。 ハイブリッドナノリボンのエネルギーギャップと局在特性を正確に予測するために, ハイブリッドナノリボンを記述するための強結合アンサッツに基づく有効理論を導出する。 量子モンテカルロシミュレーションを用いて、ハバード相互作用の存在下で有効理論が依然として適用可能であることを示す。 我々は、接合上のよく知られた局所化に加えて、ハイブリッドリボンのセグメントに現れる新しいタイプの「キリマンジャロ」局在化である「フジ」と呼ばれるものを発見した。 幅$N$ および $N+2$ アームチェアナノリボンのハイブリッドにおけるフジ局在は、N\pmod3=1$ の場合に限り対称接合周辺で起こるが、エッジ整列接合が強い局所化を支えないことを示す。 この振る舞いは、現在までの局所化の起源と信じられている位相的$Z_2$不変量に依存するだけでは説明できない。

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