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首页> 美国卫生研究院文献>Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America >Self-duality and a Hall-insulator phase near the superconductor-to-insulator transition in indium-oxide films
【2h】

Self-duality and a Hall-insulator phase near the superconductor-to-insulator transition in indium-oxide films

机译：氧化铟膜中超导体到绝缘体过渡附近的自对偶性和霍尔绝缘体相

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We combine measurements of the longitudinal (ρxx) and Hall (ρxy) resistivities of disordered 2D amorphous indium-oxide films to study the magnetic-field tuned superconductor-to-insulator transition (H-SIT) in the T → 0 limit. At the critical field, Hc, the full resistivity tensor is T independent with ρxx(Hc) = h/4e2 and ρxy(Hc) = 0 within experimental uncertainty in all films (i.e., these appear to be “universal” values); this is strongly suggestive that there is a particle–vortex self-duality at H = Hc. The transition separates the (presumably) superconducting state at H  Hc from a “Hall-insulator” phase in which ρxx → ∞ as T → 0 whereas ρxy approaches a nonzero value smaller than its “classical value” H/nec; i.e., 0  ρxy  H/nec. A still higher characteristic magnetic field, Hc*>Hc, at which the Hall resistance is T independent and roughly equal to its classical value, ρxy ≈ H/nec, marks an additional crossover to a high-field regime (probably to a Fermi insulator) in which ρxy  H/nec and possibly diverges as T → 0. We also highlight a profound analogy between the H-SIT and quantum-Hall liquid-to-insulator transitions (QHIT).
机译：我们结合对无序2D非晶铟氧化物薄膜的纵向（ρxx）和霍尔（ρxy）电阻率进行测量，以研究T→0极限范围内的磁场调谐超导体到绝缘体的跃迁（H-SIT）。在临界场Hc处，全电阻率张量与T无关，其中ρxx（Hc）= h / 4 e 2 和ρ x y （ H c ）= 0在所有电影的实验不确定性范围内（即，这些电影似乎是“通用的”）值）；这强烈暗示在 H = H c 处存在粒子-涡旋自对偶性。该过渡将 H em> H c 的（可能是）超导状态与“霍尔-绝缘体”相分离，其中ρ< / em> x x →∞为 T →0，而ρ x < em> y 接近一个小于其“经典值”的非零值 H / n e c ;即0 < em>ρ x y em> H / n e c 。 H c * H c ，在该处霍尔电阻独立于 T 且大致等于其经典值ρ x y ≈≈ H / n e c 过渡到高场状态（可能是费米绝缘子），其中ρ x y H / n e c ，并且可能会以 T →0出现偏差。我们还强调了H-SIT之间的深刻类比以及量子霍尔液体到绝缘体的转换（QHIT）。

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