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
• 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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