Unveiling the bosonic nature of an ultrashort few-electron pulse

Autor: Roussely, Gregoire, Arrighi, Everton, Georgiou, Giorgos, Takada, Shintaro, Schalk, Martin, Urdampilleta, Matias, Ludwig, Arne, Wieck, Andreas D., Armagnat, Pacome, Kloss, Thomas, Waintal, Xavier, Meunier, Tristan, Bäuerle, Christopher
Přispěvatelé: Circuits électroniques quantiques Alpes (QuantECA ), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Institut de Microélectronique, Electromagnétisme et Photonique - Laboratoire d'Hyperfréquences et Caractérisation (IMEP-LAHC ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Ruhr-Universität Bochum [Bochum], Lehrstuhl für Angewandte Festkörperphysik, Laboratory of Quantum Theory (GT), PHotonique, ELectronique et Ingénierie QuantiqueS (PHELIQS), Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), ANR-16-CE30-0015,FullyQuantum,Manipulation tout-quantique de pulses de charges entières et non-entières dans des fils quantiques(2016), ANR-15-CE24-0007,QTERA,Electronique quantique terahertz(2015), ANR-15-CE24-0035,SingleEIX,Manipulation des electrons et des excitons uniques avec des ondes acoustiques de surface(2015), European Project: 654603,H2020,H2020-MSCA-IF-2014,FLYELEC(2015), Circuits électroniques quantiques Alpes (NEEL - QuantECA)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Nature Communications
Nature Communications, Nature Publishing Group, 2018, 9, pp.2811. ⟨10.1038/s41467-018-05203-7⟩
Nature Communications, Vol 9, Iss 1, Pp 1-6 (2018)
Nature Communications, 2018, 9, pp.2811. ⟨10.1038/s41467-018-05203-7⟩
ISSN: 2041-1723
DOI: 10.1038/s41467-018-05203-7⟩
Popis: Quantum dynamics is very sensitive to dimensionality. While two-dimensional electronic systems form Fermi liquids, one-dimensional systems -- Tomonaga-Luttinger liquids -- are described by purely bosonic excitations, even though they are initially made of fermions. With the advent of coherent single-electron sources, the quantum dynamics of such a liquid is now accessible at the single-electron level. Here, we report on time-of-flight measurements of ultrashort few-electron charge pulses injected into a quasi one-dimensional quantum conductor. By changing the confinement potential we can tune the system from the one-dimensional Tomonaga-Luttinger liquid limit to the multi-channel Fermi liquid and show that the plasmon velocity can be varied over almost an order of magnitude. These results are in quantitative agreement with a parameter-free theory and demonstrate a powerful new probe for directly investigating real-time dynamics of fractionalisation phenomena in low-dimensional conductors.
Comment: In v2 we added 11 pages of Supplementary Information. In v3 we updated the manuscript after it was peer-reviewed and published
Databáze: OpenAIRE
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