Cyclotron resonance of composite fermions
Cyclotron resonance of composite fermions
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复合费米子的回旋共振
DOI：
10.1038/415409a
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发表时间：
2002
期刊：
影响因子：
64.8
通讯作者：
W. Wegscheider
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
I.V. Kukushkin;J.H. Smet;K. von Klitzing;W. Wegscheider
有时可以通过引入合适的虚拟实体或“准粒子”来解释单粒子框架内强相互作用的多体系统。最近成功应用这种方法的一个值得注意的例子是暴露于强垂直磁场的二维电子系统。系统的传导特性受电子-电子相互作用的控制，从而产生分数量子霍尔效应。复合费米子，即带有指向与施加磁场相反的磁通量量子的电子，被认为是适当的准粒子，简化了我们对分数量子霍尔效应的理解。它们像电子一样沿着圆形回旋加速器轨道进动，但其直径由减小的有效磁场决定，,,,,,。迄今为止，它们的回旋运动频率仍然是个谜，因为有效质量不再与原始电子的带质量相关，而是完全由电子-电子相互作用产生。在这里，我们证明了复合费米子体系中微波场的增强吸收，并将其解释为与其圆周运动频率的共振。从这个推断的回旋加速器共振中，我们推导出复合费米子有效质量，其密度从 0.6 × 1011cm-2 调整到 1.2 × 1011cm-2，其变化范围为真空中电子质量的 0.7 到 1.2 倍。
It is occasionally possible to interpret strongly interacting many-body systems within a single-particle framework by introducing suitable fictitious entities, or ‘quasi-particles’. A notable recent example of the successful application of such an approach is for a two-dimensional electron system that is exposed to a strong perpendicular magnetic field. The conduction properties of the system are governed by electron–electron interactions, which cause the fractional quantum Hall effect. Composite fermions, electrons that are dressed with magnetic flux quanta pointing opposite to the applied magnetic field, were identified as apposite quasi-particles that simplify our understanding of the fractional quantum Hall effect,. They precess, like electrons, along circular cyclotron orbits, but with a diameter determined by a reduced effective magnetic field,,,,,,. The frequency of their cyclotron motion has hitherto remained enigmatic, as the effective mass is no longer related to the band mass of the original electrons and is entirely generated from electron–electron interactions. Here we demonstrate enhanced absorption of a microwave field in the composite fermion regime, and interpret it as a resonance with the frequency of their circular motion. From this inferred cyclotron resonance, we derive a composite fermion effective mass that varies from 0.7 to 1.2 times that of the electron mass in vacuum as their density is tuned from 0.6 × 1011cm-2to 1.2 × 1011cm-2.
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