Bosonização no primeiro nivel de Landau

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2004

RESUMO

Neste trabalho, foi desevolvido um método de bosonização para o gás bidimensional de elétrons, sujeito a um campo magnético uniforme e perpendicular, quando o fator de preenchimento é unitário (v = 1). Mostramos que as excitações elementares neutras do sistema, conhecidas como magneto excitons, podem ser tratadas aproximadamente como bósons. Em seguida, aplicamos o método para estudar o sistema interagente. Neste caso, o Hamiltoniano do sistema fermiônico é mapeado em um modelo bosônico interagente, cuja relação¸ de dispersão dos bósons é igual àquela anteriormente calculada por Kallin e Halperin. Além disso, o termo interagente leva a formação de estados ligados de dois bósons. Discutimos uma possível relação entre estas excitações e aquelas do tipo par skyrmion-antiskyrmion, de modo análgo ao encontrado para o modelo de Heisenberg ferromagnético. O limite semiclássico do Hamiltoniano bosônico interagente também é analisado e, aqui, o resultado encontrado está de acordo com aquele derivado a partir do modelo de Sondhi et al. para o quantum Hall skyrmion. O espectro de fotoluminescência do gás bidimensional de elétrons interagentes com v = 1 também foi calculado. Consideramos um modelo análogo àquele adotado para o estudo do problema do X-ray edge em metais, que foi resolvido analiticamente através de nosso método de bosonização¸. Calculamos os espectros de emissão das radiações¸ circularmente polarizadas à direita e à esquerda para as situações onde a distância entre os planos do gás de elétrons e do buraco da banda de valência é menor ou maior que o comprimento magnético. Para o primeiro caso, é mostrado que o espectro de fotoluminescência pode ser entendido como a recombinação do chamado estado excitônico com o buraco de valência, enquanto, para o segundo caso, o espectro observado está relacionado à recombinação de um estado constituído por um elétron de spin down ligado a n-ondas de spin. Este estado mostra-se bastante adequado para descrever o quantum Hall skyrmio n.

ASSUNTO(S)

bosons efeito quantico de hall fotoluminescencia

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