Conductivity of Paired Composite Fermions
我们发展了一个唯象描述的nu=5/2量子霍尔态的Halperin-Lee-Read理论的半满朗道能级相结合的复合费米子(CFs)之间的p波配对相互作用。计算所得到的平均场超导状态的CF的电磁响应函数,并用于RPA计算的Q和Ω依赖的纵向电导率的物理电子,可以通过实验测量的量。
2003-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Generalised Chern-Simons Theory of Composite Fermions in Bilayer Hall Systems
我们提出了一个场论的Jain的复合费米子模型作为推广到双层量子霍尔系统。我们定义的运营商创建复合费米子和写的哈密顿量正是在这些运营商。这被认为是熟悉的陈西蒙斯理论的复杂版本。在平均场近似下,复合费米子感受到的有效磁场与通常的陈·西蒙斯理论完全一样,并且在与洛佩兹、弗拉德金和哈尔佩林相同的填充因子值下预测了平台。但与通常的Chern Simons理论不同的是,我们在平均场水平上获得了第一量子化波函数的所有特征,包括它的相位、模和正确的高斯因子。我们所熟悉的单分子层的Jain关系和双分子层的Halperin波函数都是特例。
1997-02-10 cond-mat.mes-hall
Trial wavefunctions for the Goldstone mode in ν=1/2+1/2 quantum Hall bilayers
基于激子超流或量子Hall ν=1/2+1/2双层膜的111态的已知物理,我们建立了一个简单的试探波函数,通过取整个基态并相对于另一层提升一层来构造(Goldstone)激发的低能分支.这种锚固件对于任何层间距都非常有效。对于小d来说,这只是戈德斯通模式的物理学,而对于大d来说,这是复合费米子物理学的反映。我们发现的线索,复合费米子物理的某些方面坚持低d,而戈德斯通模式物理的某些方面坚持高d。利用这些结果,我们显示了Goldstone模速度作为d的函数的非单调行为。
2010-08-01 cond-mat.mes-hall
Incompressible paired Hall state, stripe order and the composite fermion liquid phase in half-filled Landau levels
我们考虑半填充时的两个最低朗道水平。在较高的朗道能级(nu =5/2)下,我们发现了一个一阶相变,它将一个可压缩条纹相与一个成对的量子霍尔态分离,我们称之为Moore-Read态。临界点非常接近库仑势,并且可以通过增加电子层的宽度来驱动转变。我们发现一个弱得多的过渡(无论是二阶或交叉)从配对复合费米子费米液体的行为。一个非常相似的图片得到的最低朗道水平,但过渡点是不是附近的库仑势。
2001-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Wavefunctions for topological quantum registers
我们提出了明确的波函数的准空穴激发在各种非阿贝尔量子霍尔态:Read-Rezayi状态与k \geq 3集群属性和成对的自旋单重量子霍尔态。这些态上的准空穴构成了一个拓扑量子寄存器,它可以通过编织准空穴来寻址。我们得到的辫子性质的准孔波函数的直接检查。我们建立了成对自旋单重态的辫子性质是“斐波那契任意子”的性质,因此适用于通用量子计算。我们在本文中的推导依赖于这些特定量子霍尔态的基础上的仿费米子共形场论的显式计算。
2006-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Search for free non-Abelian anyons in paired composite-fermion states
Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学);Lodha Theoretical Physics Institute(洛达理论物理研究所)
该研究通过 parton 理论分析配对复合费米子态,发现多数态的准粒子形成阿贝尔分子,仅宽量子阱的 ν=1/2 态存在自由准粒子,是研究非阿贝尔辫子统计的有前景候选。
2026-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Entanglement entropy of composite Fermi liquid states on the lattice: In support of the Widom formula
量子相位的特点是表面的无隙激发被称为违反否则无处不在的边界定律的纠缠熵的形式的乘法对数修正:$S\sim L^{d-1} \log L$。利用变分Monte Carlo方法计算了二维三角晶格上$ν=1/2$复合费米液体(CFL)态的模型波函数的第二Rényi熵.通过仔细研究总Rényi熵的标度,以及关键的是,它在各种有限尺寸几何上的波函数的模和符号的贡献,我们认为,领先的$L \log L$项的前因子是等价的,在类似的自由费米子波函数。与Shao等人[PRL 114,206402(2015)]的最近结果相反,我们因此得出结论,即使在这种非费米液体CFL状态下,“Widom公式”也成立。更一般地说,我们的研究结果进一步阐明-并放置在一个更定量的立足点-非平凡的波函数符号结构和$S\sim L \log L$纠缠标度之间的关系,在这种高度纠缠的无隙阶段。
2016-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
$s$-wave paired composite-fermion electron-hole trial state for quantum Hall bilayers with $ν=1$
Kavli Institute for Theoretical Physics, University of California Santa Barbara(卡弗里理论物理研究所,加州大学圣塔芭芭拉分校);Brown Theoretical Physics Center, Brown University(布朗理论物理中心,布朗大学);Department of Physics, Harvard University(物理学系,哈佛大学)
本文提出一种新的变分波函数,用于量子反铁磁双层体系中$ν=1$的情况,基于$ s $-波BCS配对复合费米子电子与复合费米子空穴。通过精确对角化计算,发现该试态与基态的重叠在不同层间距离与磁长度比范围内具有良好一致性。
2021-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Comment on "Cooper instability of composite fermions"
我们对Scarola、Park和Jain最近发表的论文[Nature v. 406,p. 863(2000); cond-mat/0012030]进行了评论,该论文是关于nu=5/2时分数量子霍尔系统中配对的试探波函数计算。我们指出了两个错误,无效声称计算的结合能的库珀对和一个能隙的带电激发。
2000-12-05 cond-mat.mes-hall
Coexistence of Composite-Bosons and Composite-Fermions in nu=1/2 + 1/2 Quantum Hall Bilayers
在填充率nu=1/2+1/2附近的双层量子霍尔系统中,随着层间距d的不断减小,层内关联必然被层间关联所取代,大d时的复合费米海必然最终被小d时的复合玻色子凝聚或“111态”所取代。我们提出了一种情况下,CB和CF共存于两个互穿流体中的过渡。描述这些混合CB-CF状态的试验波函数与精确对角化结果相比非常有利。一个Chern-Simons输运理论是与实验兼容的。
2003-01-13 cond-mat.mes-hall
Paired exciton condensate and topological charge-$4e$ composite fermion pairing in half-filled quantum Hall bilayers
半满的朗道能级承认理论上强大的费米子涡旋对偶性,但长期以来的困惑仍然存在于它们的实验实现中,如$ν_T=1$量子霍尔双层,进一步复杂化郑等人最近的数值发现一个未知的阶段在中间层间距。在这里,我们提出,半填充量子霍尔双层($ν_T=1$)在中间值的层间距离$d/\ell_B$进入一个阶段与\textit{paired exciton condensation}。这个阶段显示出类似于层间激子(电子绑定到相对层的空穴)的凝聚物的签名,众所周知的小$d$,但重要的是凝聚只有激子对。为了从理论上研究它,我们推导出玻色子激子$b_k$的有效哈密顿量,并表明,$d$在临界$d_{c1} \approx 0.95 l_B$以上的单玻色子凝聚突然消失。在$d_{c1}$的非零凝聚分数$n_0=\langle b(0) \rangle ^2$表明,相位刚度保持非零的范围内的$d>d_{c1}$通过配对激子凝聚的中间相,表现出$\langle bb \rangle \neq 0$,而$\langle b \rangle =0$。受这些结果的启发,我们从复合玻色子理论中导出了成对激子凝聚体拓扑性质的$K$矩阵描述。元荷激发是一个具有$\frac{1}{4}$电荷和分数自统计$θ_s=\fracπ{16}$的半介子。最后,我们认为通过$d=\infty$限制通过拓扑电荷$4e$配对的复合费米子的等效描述。我…
2018-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hyperdeterminants and Composite fermion States in Fractional Chern Insulators
本文提出陈数 $C=\pm1$ 的部分填充陈能带中复合费米子态的投影构造,用张量组合超行列式得到电子波函数,并用于扭转双层 MoTe$_2$。
2023-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Single-parameter variational wavefunctions for quantum Hall bilayers
ETH Zurich(苏黎世联邦理工学院);University of Zurich(苏黎世大学)
本文提出两种单参数变分波函数,用于描述双层量子反常系统,通过蒙特卡洛方法验证其准确性,并首次给出复合费米子描述的Halperin-111态的精确波函数。
2023-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Possibility of p-wave pairing of composite fermions at $ν=1/2$
我们发现,对于纯库仑排斥,复合费米子在$ν=1/2$处的复合费米海处于对复合费米子三重态配对不稳定的边缘。有人认为,到成对状态的过渡,描述了一个Pfedian波函数,可能会引起,如果相互作用的短程部分被软化,通过增加厚度的二维电子系统。
1998-06-23 cond-mat.mes-hall
Two-Dimensional Electron-Hole Systems in a Strong Magnetic Field: Composite Fermion Picture for Multi-Component Plasmas
本文用精确数值对角化方法研究了半导体球上的电子-空穴系统。低位态包含一种或多种类型的束缚带电激子复合物Xk-,通过适当的赝势相互作用。我们发现了这种多分量等离子体的不可压缩基态,给出了广义多分量Laughlin波函数和复合费米子图像,预言了在任意磁场下电子空穴气体的低激发态。
1999-04-27 cond-mat.mes-hall
Topological order in paired states of fermions in two-dimensions with breaking of parity and time-reversal symmetries
我们数值评估纠缠谱(奇异值分解的波函数)的费米子在二维的配对状态,打破宇称和时间反转对称性,专注于自旋极化$p_x+ip_y$的情况下。弱配对(BCS)相位的纠缠谱包含一个Majorana零模,表明非阿贝尔拓扑序。相反,对于强配对(BEC)阶段,我们没有发现这样的模式,符合阿贝尔拓扑顺序。
2009-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Non-Abelian adiabatic statistics and Hall viscosity in quantum Hall states and p_x+ip_y paired superfluids
单朗道能级分数量子霍尔态的许多试探波函数是由取自某些共形场论的称为共形块的函数给出的。此外,二维费米子的某些成对态,如p_x+ip_y态,在长距离处也可简化为这样的形式。在这里,我们研究绝热输运的多粒子试探波函数使用的方法,从二维场论。一个上下文是计算广泛分离的准空穴的统计,这已被预测为在各种情况下是非阿贝尔的。在参数空间中,围绕一个闭合环的绝热输运产生的贝里相位或矩阵(完整性)与在粒子坐标保持固定的情况下围绕同一个环的解析延拓的效果(单值性)相同,只要试函数在参数中是标准正交的和全纯的,使得贝里矢量势(或连接)为零。我们表明,这是配对状态(包括摩尔-里德量子霍尔态)的情况下(一个简单的面积项),并提出了一般条件,它持有其他审判状态(如读取-Rezayi系列)。我们认为,审判状态的基础上非酉共形场论不描述一个间隙的拓扑相位,至少在许多情况下。通过考虑绝热变化的环的纵横比,我们计算的霍尔粘度,一个非耗散的粘性系数类似于霍尔电导率,成对的状态,劳克林状态,和更一般的量子霍尔状态。霍尔粘度是拓扑相内的不变量,并且通常与基态中的“共形自旋密度”成比例。
2008-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Coulomb drag at ν= 1/2: Composite fermion pairing fluctuations
我们在复合费米子图像中采用强耦合方法,考虑填充因子为ν= 1/2的两个二维电子层之间的库仑阻力。由于层间相互作用的吸引,复合费米子在低于临界温度T_c时有望形成成对态。我们发现上述T_c对涨落使纵向跨阻率ρ_D随温度的降低而增大。我们研究的配对机制是非常敏感的密度变化的两个层,并施加电流。我们讨论了可能的关系,一个实验礼来等。80,1714(1998)]。
1998-08-03 cond-mat.mes-hall
Interlayer Pairing Symmetry of Composite Fermions in Quantum Hall Bilayers
研究了量子霍尔双层膜中复合费米子层间配对态的配对对称性。基于Halperin-Lee-Read理论,在小动量展开下,采用超越首阶贡献的随机相位近似,分析了长程库仑相互作用和Chern-Simons规范涨落的影响,发现相对角动量为$l=+1$的层间配对态在能量上有利于填充$ν=\frac{1}{2}+\frac{1}{2}$和$\frac{1}{4}+\frac{1}{4}$ .由于长程库仑相互作用和Chern-Simons项的相互作用,层间密度-电流相互作用提高了含$\pm l$的态间的简并度。
2017-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Correlation-hole induced paired quantum Hall states in lowest Landau level
本文发展了最低朗道能级的成对偶分母分数量子霍尔态的理论。我们表明,电子绑定到量子化的漩涡,形成复合费米子,通过一个精确的瞬时相互作用,有利于手征p波配对。两个正则对偶配对能隙函数由玻色子Laughlin波函数(Jastraw因子)关联,由于相关空穴。我们发现,对于弱库仑相互作用,在长波极限下,基态是Moore-Read赝势,对于中等相互作用,基态是振荡对函数的新赝势,超过临界相互作用强度时,基态是Read-Rezayi复合费米液体.我们的发现与最近在非对称宽量子阱中观察到的1/2和1/4分数量子霍尔效应一致。
2010-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spontaneous stripe order at certain even-denominator fractions in the lowest Landau level
在复合费米子的费米海中,已经实现了对半或四分之一填充的最低朗道能级的物理理解,但在其他偶数分母分数下的状态的性质仍然不清楚。在这项工作中,我们调查朗道水平填充的形式$ν=(2n+1)/(4n+4)$,这对应于复合费米子填充$ν^*=n+1/2$。通过考虑各种可能的候选态,我们排除了在这些填充因子下的复合费米子费米海和成对的复合费米子态,并预测系统相分离为$n$和$n+1$填充的复合费米子朗道能级的条纹。
2001-04-11 cond-mat.mes-hall
Possible realization of a chiral p-wave paired state in a two component system
在一维中实现p波配对或在二维中实现手征p波配对的系统有很大的兴趣,因为这些被认为在端部或内部涡旋处支持Majorana模式。我们考虑一个两组分的复合费米子系统,并提供了理论证据,在适当的条件下,屏蔽少数复合费米子之间的相互作用,如产生一个几乎精确的实现的p波配对状态所描述的所谓的反Pfronan波函数。当塞曼能量足够小时,预测该状态发生在GaAs中的填充$ν=3/8$或13/8处,并且当塞曼或谷分裂足够小时,该状态发生在单层石墨烯中的$ν=\pm 3/8$或$\pm 13/8$处。
2014-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hamiltonian Theory of the Composite Fermion Wigner Crystal
表明高磁场维格纳晶体存在的实验结果已经存在了许多年。虽然变分波函数已经证明了在足够小的填充下,劳克林液体对维格纳晶体的不稳定性,但激发能隙的计算受到强相关性的阻碍。最近,一个新的哈密顿公式的分数量子霍尔问题已被开发。在这项工作中,我们扩展的哈密顿方法,包括非均匀密度的状态,并使用它来计算的维格纳晶体状态的激发间隙。我们发现$ν=1/5$附近的维格纳晶体态可以定量地描述为带有四个涡旋的复合费米子晶体。间隙和晶体的剪切模量的预测,并发现是在合理的协议与实验。
2001-04-30 cond-mat.mes-hall
Phase Diagram of Bilayer Composite Fermion States
我们构造了强横向磁场中双层电子系统的一类复合费米子态,并定量地确定了相图随层间距、层厚度和电子密度的变化关系.我们发现,在一般情况下,有几个过渡,不可压缩的阶段分离的可压缩的。复合费米子的配对状态,描述Pfronan波函数,也被认为是。
2000-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Composite fermion theory of rapidly rotating two-dimensional bosons
超冷中性玻色子在快速旋转的原子阱中会呈现分数量子霍尔态。我们描述了如何复合费米子理论,用于描述的分数量子霍尔效应的电子,可以应用到相互作用玻色子。数值证据支持复合费米子的形成,每一个是玻色子和一个通量量子的束缚态,显示为填充分数的类型nu=p/(p+1),无论是通过频谱分析和直接比较与审判波函数。因此,快速旋转的二维玻色子系统构成了一个有趣的“统计嬗变”的例子,玻色子的行为就像复合费米子。我们还描述了电子和玻色子的情况下,当p接近无穷大之间的差异。复合费米子之间的剩余相互作用在这个极限下是有吸引力的,导致了由摩尔-里德波函数描述的成对复合费米子状态。
2006-05-12 cond-mat.mes-hall
Composite Fermion Theory for Bosonic Atoms in Optical Lattices
我们研究了在均匀有效磁场中,用玻色-哈伯德模型描述的旋转光晶格上冷原子气体的基态。将玻色子映射到复合费米子导致了量子霍尔流体的预测,这种流体在连续介质中没有对应物。我们构建这些阶段的审判波函数,并进行数值测试的复合费米子模型的预测。我们的研究结果建立了强相关的相位超出了那些在连续极限的存在,并提供了证据的范围更广的复合费米子的方法超出其应用程序的最低朗道水平。
2009-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Composite fermions from the algebraic point of view
复合费米子波函数被用来描述强磁场中的电子。我们表明,这些波函数的多项式部分可以通过应用一个正常的有序产品适当定义的湮灭和创造运营商的范德蒙行列式的偶数次幂,这可以被认为是一种非平凡的费米海。在简谐相互作用的情况下,我们精确地在最低朗道能级上求解系统。该解明确了最近提出的玻色子-费米子对应。
2005-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
On dualities of paired quantum Hall bilayer states at $ν_T = \frac{1}{2} + \frac{1}{2}$
该研究针对总填充因子ν_T=1的量子霍尔双层系统,基于狄拉克复合费米子图像揭示不同配对通道的粒子-空穴变换对偶性,推导复合空穴液体理论的非相对论极限,并证明强弱耦合极限下对应理论的等价性。
2024-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Composite Fermions in Negative Effective Magnetic Field: A Monte-Carlo Study
Jain和Kamilla [PRB { \bf 55},R4895(1997)]的方法允许在高磁场中以形式nu=p/(2 mp +1)的填充分数数值生成复合费米子试探波函数,其中m和p为正整数。在本文中,我们推广这种方法的情况下,复合费米子是在一个有效的(平均)场与实际的物理场相反的符号,即当p是负的。我们研究了这些态的基态能量和低能中性激发谱。利用粒子-空穴对称性,我们可以通过比较m=1且p>0的级数的结果(以前由其他人计算)与我们的共轭级数m=1且p <0的结果来确认我们方法的正确性。最后,我们提出了类似的结果,基态能量和低能中性激发的状态与m=2和p <0,这是以前无法寻址的,比较我们的结果,m=1的情况下和p > 0,m=2的情况下。
2005-02-21 cond-mat.mes-hall
Direct observation of composite fermions and their fully spin-polarized Fermi sea near $ν=5/2$
在朗道能级填充因子$ν=5/2$下,神秘的偶数分母分数量子霍尔态可以说是最有希望的候选者,因为它可以容纳具有非阿贝尔统计的马约拉纳准粒子,因此可能用于拓扑量子计算。$ν=5/2$态的理论描述通常被认为涉及完全自旋极化的复合费米子的拓扑p波配对,通过它们凝聚成非阿贝尔摩尔-里德-普费米子态。然而,没有直接和确凿的实验证据证明在$ν=5/2$附近存在复合费米子,或者存在一个完全自旋极化的费米海。在这里,我们报告的复合费米子非常接近$ν=5/2$通过几何共振测量的观察,并发现,测量的费米波矢量提供了一个费米海与全自旋极化的直接证明。这为$5/2$分数量子霍尔效应作为复合费米子拓扑p波配对态的模型提供了重要的证据。
2018-06-26 cond-mat.mes-hall
Interplay of superconducting, metallic, and crystalline states of composite fermions at $ν{=}1/6$ in wide quantum wells
本文理论研究宽GaAs量子阱中ν=1/6时复合费米子的态性质,提出相图解释无序影响,预测该态为f波配对态且实验与较大无序下的CF晶体渗流情况一致。
2025-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The Chern-Simons Fermi Liquid Description of Fractional Quantum Hall States
复合费米子图像最近在分数量子化霍尔态和偶分母费米类液体态的描述方面都取得了显著的成功。在这篇评论中,我们给出了一个介绍性的陈-西蒙斯费米子理论,专注于描述的偶数分母状态不寻常的费米液体。内容包括:1.导言2.陈-西蒙斯费米子导论3. RPA 4.朗道费米液体理论和MRPA 5.磁化和M2 RPA 6.红外线中的微扰方法和故障7.复合费米子和偶极子的波函数图方法8. 9.第九章遗言
1998-12-11 cond-mat.mes-hall
States of interacting composite fermions at Landau level fillig $ν=2+3/8$
填充因子为$ν=2+3/8$的分数量子霍尔效应的实验证据越来越多。将其建模为复合费米子系统,我们用多种方法研究了复合费米子的相互作用问题。在我们的变分研究中,我们考虑了费米海,Pfronan配对态,以及复合费米子的泡相和条纹相,发现费米海态在很宽的横向厚度范围内都是有利的。然而,当我们通过对多达25个复合费米子的系统进行复合费米子对角化来引入复合费米子之间的相互作用时,我们发现在费米能级处打开了一个能隙,这表明复合费米子之间的相互作用可以在$ν=2+3/8$处诱导分数量子霍尔效应。由此产生的状态被认为是不同于Pfronan波函数。
2008-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Edge of a Half-Filled Landau Level
利用精确对角化技术和复合费米子试探波函数,研究了量子霍尔(QH)液滴在$ν=1/2$中边缘的电子占据数。我们发现,在边缘附近的电子占据数服从标度行为。缩放的结果表明,存在一个明确的边缘对应于均匀的填充因子1/2的紧凑的液滴的半径。我们发现,超过这个边缘点的占领数是实质性的,这是定性的奇分母QH态的情况下的不同。我们将这些功能的不同方式,复合费米子占据朗道水平的奇数和偶数分母状态。
1998-03-26 cond-mat.mes-hall
Field Theory of the Fractional Quantum Hall Effect-I
我们提供了一个较短的信和cond-mat/9702098和一些新的结果的细节。我们描述了一个陈-西蒙斯理论的分数量子霍尔态中的磁等离子体自由度进入。我们推导出相关的波函数,运营商创造准空穴和复合费米子和玻色子(这是电子绑定到零)。我们展示了这些粒子的电荷和质量如何被重整化为最终值,并近似计算有效质量。通过导出复合费米子和玻色子以及它们的电荷和电流算符的哈密顿描述,我们使许多与它们相关的概念精确并协调。
1998-02-23 cond-mat.mes-hall
Fractional Quantum Hall States of Clustered Composite Fermions
采用精确数值对角化方法研究了Laughlin nu=1/3分数量子Hall(FQUH)态中多达14个相互作用准电子(QE)的能谱和波函数。结果表明,在足够高的密度的QE的形式对或更大的集群。这种行为,与劳克林相关性相反,使复合费米子图像对单个QE的重新应用(有时被调用)无效。在量子填充因子nu_QE=1/2,1/3,2/3处,对应于电子填充数nu=3/8,4/11,5/13,确定了一系列有限尺寸不可压缩基态.在nu_QH=1/4,1/5,2/7处,对应于nu=3/10,4/13,5/17处出现了等效准空穴态。所有这六个新的量子态都是最近在实验中发现的。详细的分析表明,在这些状态中的QE或QH相关性不同于众所周知的H2OH电子状态(例如,Laughlin或Moore-Read状态),使得它们的不可压缩性的起源不确定。Halperin的QP对的Laughlin状态的想法也进行了探讨,但似乎是不够的。
2004-03-23 cond-mat.mes-hall
Entanglement spectra of complex paired superfluids
利用柱体上基态波函数的BCS形式,研究了二维费米子各种完全能隙复成对态的纠缠,重点研究了纠缠谱。某些形式的配对函数允许一个简单而明确的精确解的ES。在l波成对无自旋费米子(l奇数)的弱配对相中,ES的普遍低位部分由|l|手征马约拉纳费米子模[或2个|l|(l偶数)自旋单重态]组成。当|l| >1时,模的赝能一般是分裂的,但当模的个数为奇数时,对所有的l,在波矢为零时,存在一个赝能为零的模。该ES与边缘激励的扰动共形场论一致。对于更一般的BCS状态,我们展示了如何纠缠间隙发散作为一个模型配对函数的方法。
2011-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Composite Fermion Theory of Fractional Chern Insulator Stability
University of Washington(华盛顿大学);Boston College(波士顿学院)
该研究通过复合费米子理论分析分数Chern绝缘体的稳定性,结合实验数据验证了理论模型的准确性。
2026-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Pairing instabilities of Dirac composite fermions
最近,半满量子霍尔系统中复合费米子的狄拉克(粒子-空穴对称)描述被提出[D。T. Son,Phys.Rev.X5,031027(2015)],并且我们研究了其对复合费米子(CF)的BCS(Cooper)配对的可能后果。主要结果之一是在单层和双层系统中存在各向异性态,这在参考文献[J. S. Jeong和K. Park,Phys.Rev.B91,195119(2015)]。我们认为,在半充满的单层的带隙状态可能会维持各向异性,因为各向同性配对可以共存的各向异性。此外,各向异性配对与添加的粒子-空穴(PH)对称性破缺质量项可以演变成旋转对称的状态,即Pfweanan态的Halperin-Lee-Read(H-R)普通CF的。在狄拉克形式主义的基础上,我们认为,在量子霍尔双层在总填充1,随着层间距离的减小,弱配对的p波配对CF的逐渐从狄拉克转换到普通的,类HLR,伴随着CF数的减少。低能量谱的狄拉克CF的基础上的整体表征同意与以前的计算进行精确对角化的环面。最后,我们讨论了狄拉克形式主义时,在这种情况下应用的功能。
2016-09-08 cond-mat.mes-hall
Orbitally Tuned Composite-Fermion Pairing Transitions in Bilayer Graphene
Weizmann Institute of Science(魏茨曼科学研究所);National Institute for Materials Science(国立材料研究所)
通过调控轨道组成,研究双层石墨烯中复合费米子的金属到超流相变,并发现非阿贝尔序的可能
2026-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exact eigenfunctions of FQHE systems at fractional filling factors 1/q. I. Formal results
在填充因子为1/q(q为奇数)的情况下,求出了投影到LLL上后的哈密顿问题的本征态.解决方案被发现的一个无限类的有限样本中的库仑势周期性地延长。因此,热力学极限解决方案也被确定。结果表明,可积性的存在下的可积性系统。多粒子态是由特殊的单粒子态构成的简单的斯莱特行列式。这些轨道被定义为与约化磁场B/q相关联的“复合费米子”类波函数的q阶幂。与此同时,这些“复合费米子”状态是通过因式分解和取消先前推导的精确Hartree-Fock轨道中的固定位置(准动量无关)零点而获得的。给出了有限样本情况下以及热力学极限状态下的量子态的每粒子能量公式。作为一个副作用,同样的“复合费米子”像轨道被用来构建系统的变分波函数,当两个电子彼此接近时,显示q阶的零点,就像劳克林态一样。与起始HF溶液相关联的长程空间相关性可以进一步降低这些状态的能量。
2009-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interlayer phase coherence and composite fermions
本文探讨了双层石墨烯系统中复合费米子(CF)理论的扩展及层间相位相干性(ILC)的可能存在,解释了双层特有的分数量子霍尔效应态。
2025-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological pairing of composite fermions via criticality
本研究利用有效偶极子表示揭示5/2填充分数量子霍尔效应中复合费米子的拓扑配对起源,解析了马约拉纳费米子解禁闭的临界点,并阐明相互作用形式对系统配对倾向的影响。
2024-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Bardeen-Cooper-Schrieffer pairing of composite fermions
复合费米子的拓扑配对产生了一些令人瞩目的想法,如激发服从非阿贝尔辫子统计和拓扑量子计算。我们构造了环面几何中复合费米子的$p$ -波对Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)波函数,这是一种方便的几何形式,用于描述动量空间配对以及揭示潜在的复合费米子费米海.按照标准BCS方法,我们最小化库仑相互作用能在半填充的最低和第二朗道能级,这对应于填充因子$ν=1/2$和$ν=5/2$在GaAs量子阱,通过优化两个变分参数,这是类似的间隙和德拜截止能量的BCS理论。我们的研究结果表明,没有证据表明在$ν=1/2$配对,但在$ν=5/2$配对的明确证据。一个很好的近似,在$ν=5/2$和BCS状态的精确库仑基态之间的最高重叠的参数,最小化后者的能量,从而提供支持的物理复合费米子配对的$5/2$分数量子霍尔效应的机制。讨论了复合费米子BCS波函数的模协方差问题,计算了它的霍尔粘滞系数和对关联函数。用类似的方法,我们在塞曼分裂为零的系统中,在半满的最低朗道能级上寻找自旋单重态复合费米海的$s$ -波配对的不稳定性,但没有发现。
2021-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Universal Transport Theory for Paired Fractional Quantum Hall States in the Quantum Point Contact Geometry
Nagoya University(名古屋大学);Kyushu University(九州大学)
针对偶数分母分数量子霍尔态,基于so(N)_1 × u(1)共形场论,提出量子点接触电荷输运的统一理论,通过非微扰瞬子近似推导隧穿算符标度维数,建立弱-强对偶性,为识别拓扑相提供实验指纹。
2026-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Successive electron-vortex binding in quantum Hall bilayers at $ν=\frac{1}{4}+\frac{3}{4}$
University of Zurich(苏黎世大学);Center for Theoretical Physics of Complex Systems, Institute for Basic Science (IBS)(复杂系统理论物理中心,基础科学研究院);Basic Science Program, Korea University of Science and Technology (UST)(韩国科学技术院基础科学项目)
研究量子反铁磁双层在ν=1/4+3/4填充时,通过电子-涡流束缚形成复合费米子和玻色子,揭示不同层间距离下系统的相变行为。
2024-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonperturbative approach to the quantum Hall bilayer
本文用试探波函数发展了一种非微扰方法来研究ν=1时的量子霍尔双层膜。我们预测相位的QHB为任意距离d,我们的方法,在一个双重的图片,自然地介绍了一种新的准粒子-中性费米子。中性费米子是两个具有相同涡度和相反电荷的重子的复合体。对于小d(即在超流相中),中性费米子表现为偶极子。在较大的d偶极子分解成两个解耦的费米液体的状态相。这种情况与杂质锁定带电merons的实验情况有关。在一个平移不变(干净)系统中,连续的创造和湮灭的meron-antieron对发展QHB向配对阶段。量子涨落将配对函数的形式固定为g(z)=1/z^*。成对相的一部分描述是二维超导体,即BF Chern-Simons理论。成对相与超流体相没有很大区别。
2009-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Is the Composite Fermion a Dirac Particle?
本文提出了半满朗道能级费米液体基态的粒子-空穴对称理论。这个理论应该适用于磁场中电荷中性的狄拉克费米子,以及在可忽略的朗道能级间混合极限下的非相对论费米子的$ν=\frac12$量子霍尔基态。我们认为,当粒子-空穴对称性是准确的,复合费米子是一个无质量的狄拉克费米子,其特征在于周围的费米圆的$π$的Berry相位。本文给出了这种费米子的有效场论,并讨论了它的离散对称性,特别是$\mathcal C\mathcal P$。狄拉克复合费米子通过规范相互作用,但非陈-西蒙斯相互作用。填充因子为$\frac n{2n+1}$和$\frac{n+1}{2n+1}$的Jain序列态的粒子-空穴共轭对,在传统的复合费米子图像中对应于具有不同填充因子$n$和$n+1$的整数量子霍尔态,现在被映射到狄拉克复合费米子的相同的半整数填充因子$n+\frac12$。我们将Pfizer态和反Pfizer态解释为轨道角动量符号相反的狄拉克费米子的$d$波Bardeen-Cooper-Schrieffer配对态,而$s$波配对将产生粒子-空穴对称的非阿贝尔带隙相位。当粒子-空穴对称性不精确时,狄拉克费米子具有$\mathcal C\mathcal P$破缺质量。传统的费米子陈-西蒙斯理论是在质量理论的非相对论极限下出现的。
2015-09-02 cond-mat.mes-hall hep-th
Quantum Hall Systems: Braid groups, composite fermions, and fractional charge
这本书介绍了量子霍尔系统的二维物理学的广泛的主题,特别是分数量子霍尔状态。它从二维量子统计的基本问题和相应的辫子群形式主义开始。任意子的辫群形式(以前已知)是为复合费米子发展的。介绍了多体量子Hall理论的主要形式--Chern-Simons理论。详细地给出了任意子(服从分数统计的粒子)和复合费米子(与霍尔系统有关)的陈-西蒙斯理论。对球系统(Haldock球)进行了数值研究,这在量子霍尔理论中起着重要作用。复合费米子理论在数值研究中进行了测试。引入了复合费米子激发的凝聚态层次的概念(类似于Halfenson层次)1)。给出了奇分母态和偶分母态的层次结构。对BCS成对霍尔态也进行了讨论。介绍了多分量量子霍尔系统和自旋量子霍尔系统。1)复合费米子激发的第一凝聚态最近已在实验中得到证实(Pan et al. Phys. Rev. Lett. 90(2003)016801)。这本书的样本可以在http://www.oup.co.uk/isbn/0-19-852870-1上找到。
2003-09-29 cond-mat.mes-hall math-ph math.AT
Paired states of fermions in two dimensions with breaking of parity and time-reversal symmetries, and the fractional quantum Hall effect
我们分析了两维费米子配对的完全带隙的情况下,破宇称(P)和时间反演(T),特别是其中的间隙函数是一个轨道角动量($l$)本征态,特别是$l=-1$(p波,无自旋或自旋三重态)和$l=-2$(d波,自旋单线态)。对于$l\neq0$,这些分为两个阶段,弱和强配对,这可以区分拓扑。在自旋守恒的情况下,我们明确地导出了自旋的霍尔电导率作为相应的拓扑不变量。对于无自旋p波的情况下,弱配对相位有一个对波函数,这是渐近相同的摩尔-里德(Pfiran)量子霍尔态,我们认为,它的其他属性(边缘状态,准空穴和环形基态)也是相同的,表明非阿贝尔统计是一个{ \em通用}属性这样的配对相位。强配对相是一个阿贝尔态,两个相之间的过渡涉及一个大体积的马约拉纳费米子,其质量在过渡时改变符号。对于d波情形,我们认为Haldane-Rezayi态不是相的一般行为,而是描述了弱配对和强配对之间临界点的渐近性,并且在体中具有无隙的费米子激发.在这种情况下,弱配对相是以前已经考虑过的阿贝尔相。在具有未破缺的U(1)对称性的p波情况下,可以应用于双层量子霍尔问题,弱配对相位具有331态的性质,并且在非零隧穿的情况下,存在到Moore-Read相位的跃迁。考虑了无序对非相互作用准粒子的影响。
2000-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con hep-th