Insulating and Fractional Quantum Hall States in the N=1 Landau Level
本文报道了二维电子在第一激发朗道能级上的新绝缘相的观测结果。这些状态表现为再入整数量子化霍尔效应,与在nu=7/2和5/2处发展良好的偶数分母分数量子化霍尔态以及在nu=3+1/5和3+4/5处的新奇数分母态一起存在。
2001-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Possible Pairing-Induced Even-Denominator Fractional Quantum Hall Effect in the Lowest Landau Level
我们报告我们的理论研究,指出在$ν=3/8$部分自旋极化的分数量子霍尔效应的可能性。这里提出的不可压缩态的物理学涉及自旋反转扇区中复合费米子的p波配对。实现这种状态的温度和磁场制度的估计。
2002-03-13 cond-mat.mes-hall
Highly-Anisotropic Even-Denominator Fractional Quantum Hall State in an Orbitally-Coupled Half-Filled Landau Level
本文在 GaAs 二维空穴系统中施加面内磁场,首次观察到 $ν=3/2$ 处的高各向异性偶分母分数量子霍尔态,揭示了重轻空穴态耦合导致该态形成的机制,为探索新奇多体基态提供了独特平台。
2023-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Exact Quantization of Even-Denominator Fractional Quantum Hall State at $ν$=5/2 Landau Level Filling Factor
我们报告的超低温实验上的模糊分数量子霍尔效应(HALHE)朗道能级填充因子$ν$ =5/2在一个非常高的迁移率样品的$μ=1.7 \times 10^7$ cm $^2$ /Vs。我们实现了电子温度低至$\sim$ 4~mK,在那里我们观察到消失$R_{xx}$,并首次,一个量化的霍尔电阻,$R_{xy}=h/(5/2e^2)$到2 ppm内。在相邻奇分母状态$ν$ =7/3和8/3处的$R_{xy}$也被量化。在这些分数填充下的$R_{xx}$ -最小值的温度依赖性产生活化能间隙$Δ_{5/2}$ = 0.11 K,$Δ_{7/3}$ = 0.10 K,和$Δ_{8/3}$ = 0.055 K。
1999-07-23 cond-mat.mes-hall
Valley-tunable, even-denominator fractional quantum Hall state in the lowest Landau level of an anisotropic system
分数量子霍尔态(HHS)在偶数分母朗道能级填充因子($ν$)是主要的兴趣,因为它们被预测为主机异国情调,拓扑状态的物质。我们在这里报告的观察在$ν=1/2$在一个二维的电子系统的质量非常高,局限于一个宽的AlAs量子阱,其中的电子可以占据多个导带谷与各向异性的有效质量。各向异性和多谷自由度提供了$ν=1/2$ MEMS前所未有的可调谐性,因为我们可以通过施加面内应变来控制谷占有率,以及通过在磁场中倾斜样品以改变电子电荷分布来控制短程和长程库仑相互作用的强度之间的比率。由于这种可调性,我们观察到相变从一个可压缩的费米液体到一个不可压缩的超导体,然后到绝缘相作为倾斜角的函数。我们发现,这种演变和能隙的$ν=1/2$沟强烈依赖于谷占用。
2023-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electron correlation in the second Landau level; a competition between many, nearly degenerate quantum phases
在9 mK的极低温度下,极高迁移率的二维电子系统的第二朗道能级上的电子表现出非常复杂的电子行为。随着填充因子的变化,不同来源的量子液体与几个绝缘相竞争,导致输运参数的不规则图案。我们观察到一个充分发展的$ν=2+2/5$态与偶分母$ν=2+1/2$态之间被一个绝缘相隔开,以及一个被这样的相包围的$ν=2+2/7$和$ν=2+1/5$态。在$ν=2+3/8$处的发展平台表明存在其他偶数分母状态。
2004-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Even-Denominator Fractional Quantum Hall State at Filling Factor ν = 3/4
分数量子霍尔态(Fractional quantum Hall states,简称FHS)是低无序二维电子系统中电子-电子相互作用超过热能和动能的奇异相。特别有趣的是在偶数分母朗道能级填充因子下观察到的那些准粒子,因为它们的准粒子通常被认为服从非阿贝尔统计,并且在拓扑量子计算中有潜在的用途。然而,这样的状态是非常罕见和脆弱的,并且通常在具有最低无序量的2D电子系统的激发朗道能级中观察到。在这里,我们报告了在具有极高质量(迁移率)的GaAs 2D孔系统中观察到填充因子v = 3/4的新的且意想不到的偶分母FQHS。我们的磁输运测量揭示了纵向电阻在ν = 3/4处的强最小值,伴随着以(h/e2)/(3/4)为中心的发展中的霍尔平台。这种偶分母的双折射是非常不寻常的,因为它是在最低朗道能级和二维空穴系统中观察到的。虽然它的起源尚不清楚,但它可能是一种非阿贝尔态,来自复合费米子之间的残余相互作用。
2022-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of fractional quantum Hall effect at even-denominator 1/2 and 1/4 fillings in asymmetric wide quantum wells
本文报道了在具有显著$asymmetric$电荷分布的宽GaAs量子阱中的电子系统中,在朗道能级填充因子$ν= 1/2$和1/4处观察到分数量子霍尔态的发展。非常大的电子子带分离和高度不对称的电荷分布,我们观察到这些量子霍尔态,连同事实上,他们消失时,电荷分布是对称的,这表明这些是一个组件的状态,可能描述的摩尔-里德普夫朗波函数。
2009-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tilt-Induced Phase Transitions in Even-Denominator Fractional Quantum Hall States at the ZnO Interface
在倾斜磁场中,ZnO量子阱中的偶分母分数量子霍尔态显示了有趣的相变。我们已经分析了平面电子气在ZnO中,限制在一个抛物线的潜力在第三个维度,垂直于平面的电子气。由于朗道能级间隙在这个系统中非常小,我们已经包括了屏蔽库仑势,以便包括所有朗道能级的影响。我们观察到倾斜场诱导的不可压缩态-可压缩态的相变.此外,实验发现5/2态在该系统中缺失。然而,我们建议,更宽的量子阱可能有助于稳定在5/2填充因子的不可压缩相。
2016-06-28 cond-mat.mes-hall
Cascade of Even-Denominator Fractional Quantum Hall States in Mixed-Stacked Multilayer Graphene
研究在混合堆叠五层石墨烯中观测到从 ν=−5/2 到 −13/2 的偶分母 FQH 态级联,并结合相变调控、六重简并和手性引力子谱证明其可能为可调的非阿贝尔 Moore-Read 拓扑相。
2025-07-28 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
Competing Many-Body Phases at Small Fillings in Ultrahigh-Quality GaAs 2D Hole Systems: Role of Landau Level Mixing
本文通过超高迁移率GaAs二维空穴系统的磁输运测量,揭示了小填充因子下分数量子霍尔态与维格纳晶体态的竞争,并发现朗道能级混合诱导的准粒子配对产生非阿贝尔态,且WC激活能异常增大。
2025-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Energy gap of the even-denominator fractional quantum Hall state in bilayer graphene
University of California at Santa Barbara(加州大学圣塔芭芭拉分校);University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);Lawrence Berkeley National Laboratory(劳伦斯伯克利国家实验室);National Institute for Materials Science(国立材料研究所);University of Pittsburgh(匹兹堡大学)
本研究通过双层石墨烯中输运激活和化学势测量,确定了偶数分母分数量子霍尔态的能量间隙,并解释了实验结果与理论预期的差异。
2023-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Displacement field stabilizes even-denominator and partonic fractional quantum Hall states in the $\mathcal{N}{=}2$ Landau levels of Bernal-stacked bilayer graphene
Institute of Mathematical Sciences(数学科学研究所);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立学院);Department of Physics, Indian Institute of Technology Bombay(印度理工学院孟买分校物理系);Theoretical Physics Division, Physical Research Laboratory(物理研究实验室理论物理部)
通过热力学能量计算,研究Bernal堆叠双层石墨烯$\mathcal{N}{=}2$朗道能级半填充处位移场对偶分母分数量子霍尔态的稳定作用,发现位移场软化短程排斥作用,使Moore-Read态胜出,并揭示部分子态在特定填充因子下的出现。
2026-09-18 cond-mat.mes-hall
Composite fermion pairing induced by Landau level mixing
本研究通过固定相位扩散蒙特卡罗计算,发现显著朗道能级混合可在特定填充因子和角动量通道下诱导复合费米子配对,产生非阿贝尔分数量子霍尔态,为相关效应和准粒子实现提供了新机制。
2023-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Observation of even-denominator fractional quantum Hall states at $ν= 3/4$ and 5/4 in the lowest Landau level
Columbia University(哥伦比亚大学);Princeton University(普林斯顿大学)
在宽GaAs量子阱中观测到最低朗道能级填充因子 $\nu=3/4$ 和 $5/4$ 的偶分母分数量子霍尔态,其形成源于层间隧穿减小导致的双层电荷分布,并可用Scarola-Jain双层复合费米子框架解释。
2026-06-24 cond-mat.mes-hall
Understanding the Missing Fractional Quantum Hall States in ZnO
我们分析了库仑相互作用强度对ZnO异质界面二维电子气中偶、奇分母分数量子霍尔效应的影响。在该系统中,朗道能级间隙比常规GaAs系统中的朗道能级间隙小得多。即使在非常高的磁场中,库仑相互作用与朗道能级隙相比也非常大。因此,我们考虑的影响,更高的朗道水平考虑屏蔽库仑势的随机相位近似。有趣的是,我们的精确对角化研究的集体模式与此屏蔽的潜力成功地解释了最近的实验,偶数和奇数分母分数量子霍尔效应,特别是,出乎意料的5/2状态的缺席和9/2状态的ZnO的存在。
2015-12-17 cond-mat.mes-hall
The Fractional Hall hierarchy from duality
通过逐次应用三维对偶于复合费米子Landau能级,修改的Dirac复合费米子理论为单一Landau能级内有能隙与无能隙分数霍尔态提供了统一描述,揭示了复杂的临界点与真空图景。
2024-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Exploring Quantum Hall Physics at Ultra-Low Temperatures and at High Pressures
超低温冷却和高静水压技术的使用大大扩展了我们对局限于GaAs/AlGaAs结构的二维电子气的理解。本章回顾了一组选定的实验,采用这些专门的技术在分数量子霍尔态和带电有序相的研究,如再入整数量子霍尔态和量子霍尔态。讨论的主题包括一个成功的冷却技术,新的奇数分母分数量子霍尔态,新的运输结果,偶数分母分数量子霍尔态和再入整数量子霍尔态,和相变观察到的半满朗道水平。
2021-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dirac Composite Fermions and Emergent Reflection Symmetry about Even Denominator Filling Fractions
基于输运实验中反射对称性的出现和相对论量子场论中统计周期性的缺乏,我们提出了一系列相对论复合费米子理论,用于描述量子霍尔系统中填充分数$ν=1/2n$处出现的可压缩态.这些理论由电中性狄拉克费米子通过一个涌现的陈-西蒙斯规范场附着在$2n$通量量子上组成。虽然不具有明确的粒子-空穴对称性,这些理论再现已知的Jain序列状态接近$ν=1/2n$,我们表明,这种状态可以通过观察到的反射对称性,至少在平均场水平。我们进一步认为,朗道能级的最低限度要求狄拉克费米子被调谐到临界状态,无论这种对称性是否延伸到可压缩状态本身。
2018-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Even denominator fractional quantum Hall state in bilayer graphene
双层石墨烯(BLG)的多组分性质以及在各种基态阶数之间可控地调谐的能力使其成为探索相互作用驱动现象的丰富系统。在分数量子霍尔效应(Fractional quantum Hall effect,缩写为HHE)机制中,BLG的独特朗道能级谱预计将支持可由电场和磁场两者调谐的非阿贝尔偶分母态。然而,观察这种状态(预计比传统系统更强)显然很困难。在这里,我们报告的一个强大的甚至分母在高流动性,双栅BLG设备的传输测量。我们证实,能隙的稳定性可以灵敏地调整和映射的相图。我们的结果建立BLG作为一个动态的新平台,研究拓扑基态与可能的非阿贝尔激发。
2017-05-24 cond-mat.mes-hall
On Fractional Quantum Hall Effect (FQHE): A Chern-Simons and nonequilibrium quantum transport Weyl transform approach
我们给出了分数量子霍尔效应的一个简单的宏观相空间解释,其方式使人想起Landau-Ginsburg宏观对称性破缺分析。这与更复杂的微观波函数方法相反。在这里,我们采用非平衡量子输运的晶格外尔变换形式主义。这是再加上麦克斯韦陈-西蒙斯规范理论定义分数填充朗道能级。通量附着概念在完全占据和部分占据的朗道能级中是固有的。我们导出了Chern-Simons规范理论中的k因子标度体系,作为量子化学中磁场或磁通量的标度体系。这是至关重要的,在我们简单的解释,作为一个拓扑不变量的相空间中。对于基本的标度层次,整数k必须是素数,对于分数,k的分子和分母也必须是素数。在文献中,假设v = 1 k的算子族由表达式(2n + 1)给出,这是错误的。此外,即使是v的标度因子也不能属于基本标度层次,并且在实验中经常不存在或解决得较少。
2021-08-07 cond-mat.mes-hall
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
Finite-thickness effect and spin polarization of the even-denominator fractional quantum Hall states
第二朗道能级(LL)中自旋极化的偶分母分数量子霍尔(Fractional quantum Hall,简称FHH)态,即5/2和7/2,可能具有服从非阿贝尔统计的新型准粒子激发.然而,7/2 H态的自旋极化还没有被实验研究,而倾斜场实验中5/2 H态的自旋极化仍然存在争议。利用最低电子温度为25 mK的压电驱动样品旋转器,通过精确控制倾斜角,研究了第二LL中偶分母1H态的能隙,分辨率小于0.1°。我们观察到两种不同的能隙对面内磁场的依赖性,5/2,7/2,其他的量子霍尔态(7/3和8/3)在第二LL和重入整数量子霍尔(RIQH)态在第三LL。虽然跃迁场随态的不同而不同,但它们对应的面内磁长度与样品的量子阱厚度相当,这可能是由于有限厚度效应的影响。在低的面内磁场下,在受限的有限厚度效应开始占主导地位之前,5/2和7/2态的能隙都显示出非减小的行为,支持自旋极化的基态。我们的结果还表明,第三个LL中的7/3,8/3H_2OH态和RIQH态是自旋极化或部分自旋极化的。
2020-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The Half-Full Landau Level
在偶数分母朗道能级填充分数,如$ν=1/2$,基态,在大多数情况下,没有能隙,没有量子化的霍尔电导的平台。尽管如此,这些状态表现出非平凡的低能现象。在过去的几年中,关于这些系统的适当描述的公开问题再次引起了人们的注意。在$ν=1/2$的问题包括粒子-空穴对称性的后果,这应该是目前的自旋对齐系统的限制,其中可以忽略朗道能级之间的混合。其他问题涉及各向异性和几何形状的问题,在非零温度下的性质,以及相对较强的无序的影响。在确实发现有带隙的偶分母量子化霍尔态的情况下,如GaAs结构中的$ν=5/2$,人们对量子态的性质产生了重大的疑问,这将在本章中简要讨论。本章还将讨论在接近半填充的双组分系统中可能发生的现象,即,当总填充因子$ν_{\rm{tot}} $接近1时。
2020-12-28 cond-mat.mes-hall
Developing fractional quantum Hall states at even-denominator fillings 1/6 and 1/8
在超高纯度GaAs二维电子系统中,实验发现偶数分母填充因子1/6和1/8处发展出分数量子霍尔态,可能由复合费米子配对稳定,并可能容纳非阿贝尔任意子激发。
2025-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Unconventional anisotropic even-denominator fractional quantum Hall state in a system with mass anisotropy
在相互作用的二维电子系统(2DES)中,在半满朗道能级上观察到的分数量子霍尔态(Fractional quantum Hall state,简称FHHS)是最奇异的物质态之一,因为它的准粒子被认为是具有非阿贝尔统计的马约拉纳。在这里,我们证明了这样一个国家在一个新的2DES具有较强的带质量各向异性的意想不到的存在。我们所观察到的这些小行星具有不寻常的特征。虽然它的霍尔电阻在低温下是量子化的,但它表现出高度各向异性的面内输运,类似于可压缩的条纹/双电荷密度波相位。更令人吃惊的是,各向异性在低于临界温度时突然发生,这表明存在有限温度相变。我们的观察结果突出了各向异性如何修改2DES的多体相位,并应进一步推动围绕神秘的偶数分母的讨论。
2018-11-17 cond-mat.mes-hall
A cascade of phase transitions in an orbitally mixed half-filled Landau level
半满的朗道能级上有一种涌现的费米液体,这种费米液体表现出对配对的不稳定性,最终达到一种有间隙的偶分母分数量子霍尔基态。虽然可以通过在竞争的轨道和自旋自由度中调谐载流子的偏振来探测这种配对,但是提供这种可调谐性的足够高质量的平台仍然很少。在这里,我们探讨了基态填充因子$ν$ = 5/2的ZnO基二维电子系统通过强制交叉的朗道水平采取量子数$N$ = 1和0的相反的自旋分支。我们揭示了一个级联的阶段,具有不同的磁输运功能,包括一个有间隙的阶段极化的$N$ = 1的水平和可压缩的阶段在N = 0,随着意想不到的费米液体,第二个有间隙的,和强烈的各向异性向列相在中间极化时,水平是近简并。相图是通过分析交叉水平的接近度产生的,并突出了ZnO为探索奇异的分数电子相提供的优异的再现性和可控性。
2018-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Impurity-induced geometric correlations and fractional quantization in quantum Hall systems
Universidad de Alcalá(阿尔卡拉大学)
本文提出基于杂质诱导相关性的几何机制,解释量子反常态的形成,并揭示杂质几何对反常态稳定性的影响。
2026-05-14 cond-mat.mes-hall
Periodic Landau gauge and Quantum Hall effect in twisted bilayer graphene
从理论上研究了扭曲双层石墨烯中能量与磁场的关系(Hofstadter蝶形图)。如果我们采用通常的朗道规范,即使当通过超原胞的磁通量是有理数时,我们也不能采用有限周期。我们证明了\textit{periodic}朗道规范在一个方向上具有周期性,这使我们有可能得到Hofstadter蝶形图。由于超晶胞可以很大,因此即使当磁场不是极强时,通过通量量子归一化的超晶胞的磁通量也可以是具有小分母的分数。因此,量子化霍尔电导可以是非平凡丢番图方程的解。
2013-10-02 cond-mat.mes-hall
Experimental studies of the fractional quantum Hall effect in the first excited Landau level
我们提出了一个光谱的实验数据分数量子霍尔效应(量子霍尔效应)的第一个激发朗道能级,在一个二维电子系统(2DES)和在非常低的温度下获得,并报告了以下结果:对于偶数分母的双稳态,nu=5/2状态的样品依赖性清楚地表明,无序在确定nu=5/2处的能隙中起重要作用。对于发展中的nu=19/8 π HE态,Rxx最小值的温度依赖性意味着能隙约为5 mK.对于nu=7/3和8/3的奇分母π HE态,能隙也随着无序度的减小而增大,与5/2态的能隙相似.出乎意料的是,与较低迁移率样品的早期数据相反,在这个超高质量的样品中,nu=13/5状态丢失,而其粒子-空穴共轭状态nu=12/5状态是完全发展的双稳态。我们推测这种消失可能表明nu=13/5态的自旋极化。最后,研究了nu=5/2附近的二重入整数量子Hall态的温度依赖性,发现从量子态到经典态的跃迁温度范围很窄.
2008-01-08 cond-mat.mes-hall
Fractional Quantum Hall State at Filling Factor $ν=1/4$ in Ultra-High-Quality GaAs 2D Hole Systems
在超高质量 GaAs 二维空穴系统中观测到填充因子 $\ u=1/4$ 的偶数分母分数量子霍尔态,其源于朗道能级混合诱导的复合费米子配对,为拓扑量子计算提供新平台。
2023-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A study of the fractional quantum Hall effect: Odd and even denominator plateaux
我们提出了一种不同的方法来分数量子霍尔效应(Fractional quantum Hall effect,简称FQHE),将其聚焦为在磁场的作用下,在存在电离杂质的静电势的情况下,二维电子气(2DEG)中每个电子的哈密顿量的对称性发生变化的结果,并导致朗道能级退化的破坏。随着磁场的增加,静电势的影响也在变化,从而改变了哈密顿量的空间对称性:从连续到离散。这两项工作的目的是给一个不同的图片,不仅是量子霍尔效应的现象,但一个相干的整数量子霍尔效应(IQHE)和已在Hidalgo 7,8,9中描述的模型一致。因此,该模型给出了两种效应的全局视图,表明它们是同一现象的各个方面,并且不仅证明了奇数分母平台的出现,而且证明了偶数分母平台的出现;并且给出了实验事实的一些物理原因,即奇数分母平台比偶数分母平台多得多,几乎没有观察到
2013-11-19 cond-mat.mes-hall
Quantitative Analysis of the Disorder Broadening and the Intrinsic Gap for the $ν=5/2$ Fractional Quantum Hall State
我们报道了一种可靠的方法来估计无序加宽参数的第二朗道能级的偶数和主要奇数分母分数量子霍尔态的间隙的标度。我们将这种技术应用于几个不同密度的样品,并在不同的MBE室中生长。极好的协议之间的估计固有的和数值计算得到的$ν=5/2$分数量子霍尔态的能隙。此外,我们量化,第一次,在$ν=5/2$的内在差距的依赖朗道能级混合。
2011-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Odd- and even-denominator fractional quantum Hall states in monolayer WSe$_2$
单层(ML)半导体过渡金属二硫属化物(TMD)代表了一类独特的二维(2D)电子系统。它们的原子薄结构-就像石墨烯一样-促进了栅极可调性,而相当大的带隙和强的自旋轨道耦合有望实现石墨烯以外的特性。在大磁场下的测量揭示了一种不寻常的LL结构,与其他二维电子系统不同。然而,由于有限的样品质量和不良的电接触,探测最低的朗道能级(LLS)一直具有挑战性,并在分数填充的LLS制度的电子相关性的观察一直是不可能的。通过体电子可压缩性测量,我们研究了ML WSe $_2$在极端量子极限下的LL结构,并在最低的三个LL中观察到分数量子霍尔态.奇数分母的CRYOH序列显示出与LL轨道指数的系统演化,这在任何其他系统中都没有观察到,但与一般的理论预期一致。此外,我们在第二个LL中观察到一个偶数分母状态,该状态预计将承载非阿贝尔统计。我们的研究结果表明,二维半导体可以提供一个实验平台,非常类似于量子霍尔制度的理想化理论模型。
2020-07-15 cond-mat.mes-hall
Entropy of strongly correlated electrons in a partially filled Landau level
本研究通过高分辨率化学势测量结合麦克斯韦关系,提取不同温下单层和双层石墨烯的强关联电子熵,识别多种量子霍尔相关物态,并探究双层石墨烯偶分母FQH态超额熵的拓扑起源。
2025-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
On auxiliary flux tubes associated to composite fermions in 2D Hall systems
证明了复合费米子模型在朗道能级填充不等于1/p,p奇数时的不准确性。在回旋辫方法中,将分数量子霍尔效应映射到整数效应上,提出了分数量子霍尔效应的修正阶数。磁通管和复合费米子结构的涡流解释回旋辫。偶数分母分数最低朗道能级填充,包括霍尔金属,也讨论了回旋加速器编织条款。
2011-04-17 cond-mat.mes-hall
Non-Fermi-Liquid Behavior of Compressible States of Electrons on the Lowest Landau Level
实验表明,在偶数分母分数(EDF)($ν=1/2, 3/4, 3/2$,.)在强磁场中的二维电子气变得可压缩,没有能隙,并且证明了表面上的费米面的存在。由于这种现象是由于相互作用的最小化而不是动能的最小化,EDF状态很可能表现出与传统费米液体的偏差。我们发现,杂质散射在EDF和电子-电子和电子-声子相互作用的干扰提供了本质上非费米液体传输的例子。
1996-12-17 cond-mat.mes-hall
Fractional Quantum Hall Effect in the Second Landau Level
我们测量了朗道第二能级的分数量子霍尔效应的激活能隙。在高(低)迁移率样品中观察到14(5)个不同的不可压缩的HHE状态的特征,其中神秘的5/2偶数分母HHE在高(低)迁移率样品中具有$\sim$ 600($\sim$ 300 mK)的大激活间隙。我们测得的5/2,7/3和8/3 μ HE的大的相对差距表明,在第二个拉杜水平的外来μ HE相关性的出现,可能与众所周知的最低朗道水平劳克林相关性相当不同。我们的测量5/2间隙被发现是在合理的协议与理论间隙一旦有限的宽度和无序加宽的修正考虑在内。
2007-07-03 cond-mat.mes-hall
Theory of Incompressible States in a Narrow Channel
我们报道了在量子霍尔效应范围内窄沟道中相互作用电子系统的性质。结果表明,库仑相互作用的强度的增加会导致突然变化的宽度的电荷密度分布的几何不变的状态。我们得到了一个相图,其中包括许多稳定的奇分母态,以及一个新的分数量子霍尔态在最低的半满朗道能级。在半满的情况下评估的集体模式是惊人的相似的奇数分母分数量子霍尔态。
1997-03-17 cond-mat.mes-hall
Observation of even denominator fractional quantum Hall effect in suspended bilayer graphene
我们研究了最近开发的高质量多端悬浮双层石墨烯器件的低温磁输运,使纵向和横向电阻的独立测量成为可能。我们观察到清晰的分数量子霍尔效应的签名,与不同的状态,要么是充分发展,并表现出一个明确的平台,在横向电阻与纵向电阻的同时下降,或初期,并表现出只有纵向电阻最小值。所有观察到的状态的规模作为填充因子nu的函数,如预期的那样。在空穴一侧的nu = -1/2处观察到一个前所未有的偶分母分数态,在Rxy中呈现出一个清晰的平台,其量子化的期望值为2 h/e^2,精度约为0.5%。我们的许多观察结果,以及最近在六方氮化硼(hBN)衬底上的石墨烯双层中进行的电子压缩性测量,与最近的一个理论相一致,该理论解释了分数量子霍尔效应中N=0和N=1朗道能级之间的简并效应,并预测了摩尔-里德型nu = -1/2态的发生。由于双层石墨烯的实验灵活性-它具有依赖于栅极的能带结构,可以很容易地通过扫描探针访问,并且可以与超导体等材料接触-我们的研究结果为探索偶数分母分数量子霍尔效应的微观本质提供了新的可能性。
2014-03-10 cond-mat.mes-hall
Even-denominator fractional quantum Hall states with spontaneously broken rotational symmetry
Princeton University(普林斯顿大学);Northern Illinois University(北伊利诺伊大学)
研究在垂直磁场中观察到偶数分母分数量子霍尔态,并发现其与自发对称破缺共存,揭示了单轴FQHS的出现及非阿贝尔准粒子激发。
2025-10-01 cond-mat.mes-hall
Tunable even- and odd-denominator fractional quantum Hall states in trilayer graphene
本研究通过磁输运测量在Bernal堆叠三层石墨烯中观测到多个偶分母和奇分母分数量子霍尔态,并通过调控朗道能级混合实现相变,为探索非阿贝尔准粒子提供了可控平台。
2023-12-28 cond-mat.mes-hall
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
Fractional Quantum Hall Effect at $ν=1/2$ in Hole Systems Confined to GaAs Quantum Wells
我们观察到分数量子霍尔效应(HLE)在偶数分母朗道能级填充因子$ν=1/2$在二维空穴系统限制在GaAs量子阱的宽度为30至50 nm,并具有双层的电荷分布。当电荷分布是对称的并且仅在中间密度的范围内时,$ν=1/2$晶体是稳定的,定性地类似于在被限制于大约两倍宽的GaAs量子阱的二维电子系统中所看到的。尽管孔朗道能级结构的复杂性,起源于共存和混合的重,轻空穴状态,我们发现孔$ν=1/2$的是一致的两个组件,Halperin-Laughlin($Ψ_{331}$)状态。
2014-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Escaping the Composite Fermi Sea: An Incompressible State at Half Filling in Graphene's Lowest Landau Level
Condensed Matter Theory Center, Department of Physics, University of Maryland(马里兰大学凝聚态理论中心)
本研究通过定量能量学分析,揭示朗道能级混合与超短程相互作用是稳定石墨烯半填充不可压缩态的关键机制,并指出强配对复合费米子相为候选基态。
2026-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Morphing of 2D Hole Systems at $ν=3/2$ in Parallel Magnetic Fields: Compressible, Stripe, and Fractional Quantum Hall Phases
二维(2D)的局限于宽GaAs量子阱的空穴输运研究提供了一个微妙的竞争之间的一个一瞥在朗道水平填充$ν=3/2$倾斜磁场。在大倾斜角($θ$)下,如果量子阱具有对称电荷分布,则各向异性的条纹(或条纹)相取代在$ν=3/2$处的各向同性可压缩费米海。当使电荷分布不对称时,代替条纹相位,在大的$θ$范围内的$ν=3/2$处出现偶数分母分数量子态,并且在甚至更高的$θ$处恢复到可压缩状态。我们将这一显着的演变,以显着的混合的激发态和基态朗道水平的二维孔系统在倾斜的领域。
2016-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Controlling particle-hole symmetry of fractional quantum hall states in trilayer graphene
本文实验研究 Bernal 堆叠三层石墨烯半填充 FQH 态的 PHS,证明位移场通过朗道能级杂化和三体相互作用外在地破坏该对称性。
2025-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Orbital Competition in Bilayer Graphene's Fractional Quantum Hall Effect
研究双层石墨烯最低朗道能级中$n=0$与$n=1$轨道的竞争,发现其敏感依赖于粒子-空穴不对称性与Lamb移位,并确定了支持非阿贝尔准粒子的偶分母FQH态的$n=1$轨道稳固出现的条件。
2024-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Robust fractional quantum Hall states and continuous quantum phase transitions in a half-filled bilayer graphene Landau level
非阿贝尔任意子提供了将量子信息存储在受退相干保护的拓扑量子位中的前景,保护程度由将拓扑真空与其低位激发分开的能隙决定。最初被认为发生在高磁场中的量子阱中,实验系统被认为拥有非阿贝尔任意子,范围从p波超流体到具有强自旋轨道耦合的超导系统。然而,所有这些系统的特点是小的能量差距,尽管几十年的实验工作,非阿贝尔任意子的确切证据仍然难以捉摸。在这里,我们报告了在新一代的双栅,六方氮化硼封装的双层石墨烯样品中观察到的arobust,不可压缩的偶数分母分数量子霍尔相。数值模拟表明,这种状态是在Pfronan阶段和主机nonabelian anyons,和测量的能隙是几倍,比在其他系统中观察到的。此外,双层石墨烯独特的电子结构赋予了电子系统两个新的控制参数。磁场连续地调谐有效电子相互作用,非单调地改变偶数分母间隙,并且与Pfiran相和复合费米液体(CFL)之间的转变恰好发生在实验探索的磁场范围之外的预测一致。与此同时,电场调谐来自不同山谷的能级之间的交叉。通过直接测量谷极化,我们观察到一个连续的过渡,从不可压缩到可压缩的阶段在半填充介导的一个意想不到的不可压缩的,但可极化的,中间相。谷守恒意味着这一阶段是一个电绝缘体与无间隙的中性激励。
2017-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Non-Abelian quantum Hall states at strong Landau level mixing: finding anyons with first-principles AI
Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院)
研究人员开发动量分辨神经网络变分波函数,首次从第一性原理结合强朗道能级混合,发现ν=3/2自旋极化电子体系的伊辛型非阿贝尔任意子,倾向反Pfaffian态,展示了AI在拓扑量子计算研究的应用。
2026-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cs.AI
Anyon Crystals and Hall Crystals in a Periodic Potential
Leinweber Institute for Theoretical Physics, Stanford University(莱因韦伯理论物理研究所,斯坦福大学)
研究在强垂直磁场和周期势场下二维电子系统的基态,通过对附着奇数个磁通量子的玻色子有效晶格模型平均场分析,得到整数和分数量子霍尔晶体等态,发现特定条件下任意子晶体可稳定,强相互作用下实现任意子晶体态。
2026-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin Order in Paired Quantum Hall States
在小塞曼能量的限制下,我们考虑了填充分数为偶数的量子霍尔态,特别是$ν=5/2$。假设一个成对的量子霍尔态的形式,我们研究自旋有序和它的相互作用与配对。我们给出的数值证据表明,在$ν= 5/2$的不可压缩的基态将表现出自发铁磁性。成对霍尔态自旋自由度的Ginzburg-Landau理论是一个微扰CP $^2$模型。我们用BCS-Stoner平均场论计算了共存序参量下的Ginzburg-Landau理论中的系数,并证明了即使斥力小于Stoner不稳定性所需的值,铁磁涨落也能诱导出部分或完全极化的超导态.
2007-10-10 cond-mat.mes-hall
Evidence for a topological "exciton Fermi sea" in bilayer graphene
本研究通过理论与数值证据,证明双层石墨烯中偶分母霍尔平台与层间激子共存现象源于拓扑激子费米海这一新物相。
2023-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el