論文の概要: Strong electron-electron interactions in a dilute weakly-localized metal near a metal-to-insulator transition
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.02793v1
- Date: Mon, 04 Aug 2025 18:04:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-06 18:18:55.629226
- Title: Strong electron-electron interactions in a dilute weakly-localized metal near a metal-to-insulator transition
- Title（参考訳）: 金属-絶縁体転移近傍の希薄弱局在金属における強電子-電子相互作用
- Authors: Nicolò D'Anna, Jamie Bragg, Aidan G. McConnell, Procopios C. Constantinou, Juerong Li, Taylor J. Z. Stock, Steven R. Schofield, Neil J. Curson, Y. Soh, Marek Bartkowiak, Simon Gerber, Markus Müller, Guy Matmon, Gabriel Aeppli,
- Abstract要約: ボーア原子状ドーパントの超薄層形成の進歩を利用して, 半充填時の2次元乱れハバードモデルを実現する。
我々は、シリコン上にドーパント前駆体分子のガス相ドスリングを用いて、0.4nmの薄膜と10$13$cm$-2$の希薄で、ヒ素とリンの$delta$-layersを生成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9142469437777284
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Because it is easily switched from insulator to metal either via chemical doping or electrical gating, silicon is at the core of modern information technology and remains a candidate platform for quantum computing. The metal-to-insulator transition in this material has therefore been one of the most studied phenomena in condensed matter physics, and has been revisited with considerable profit each time a new fabrication technology has been introduced. Here we take advantage of recent advances in creating ultra-thin layers of Bohr-atom-like dopants to realize the two-dimensional disordered Hubbard model at half-filling and its metal-to-insulator transition (MIT) as a function of mean distance between atoms. We use gas-phase dosing of dopant precursor molecules on silicon to create arsenic and phosphorus $\delta$-layers as thin as 0.4~nm and as dilute as 10$^{13}$~cm$^{-2}$. On approaching the insulating state, the conventional weak localization effects, prevalent at high dopant densities and due to orbital motion of the electrons in the plane, become dominated by electron-electron interaction contributions which obey a paramagnetic Zeeman scaling law. The latter make a negative contribution to the conductance, and thus cannot be interpreted in terms of an emergent Kondo regime near the MIT.
- Abstract（参考訳）: 絶縁体から金属へ、化学ドーピングまたは電気ゲーティングによって簡単に切り替えられるため、シリコンは現代の情報技術の核心であり、量子コンピューティングの候補プラットフォームである。
この材料における金属-絶縁体遷移は、凝縮物質物理学において最も研究されている現象の1つであり、新しい製造技術が導入されるたびにかなりの利益を上げてきた。
ここでは, ボーア原子状ドーパントの超薄層化の進展を利用して, 半充填時の2次元乱れハバードモデルと, 原子間距離の関数としての金属-絶縁体遷移(MIT)を実現する。
シリコン上にドーパント前駆体分子のガス相ドスリングを用いてヒ素とリンを0.4〜nmの薄膜で10$^{13}$~cm$^{-2}$と希釈する。
絶縁状態に近づくと、高ドーパント密度でよく見られる従来の弱い局在効果と、平面中の電子の軌道運動により、常磁性ゼーマンスケーリング法に従う電子-電子相互作用の寄与によって支配される。
後者はコンダクタンスに負の貢献をするので、MITに近い創発的な近藤政権では解釈できない。
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