Non-Fermi liquid behaviour of CDW instabilities in fractionally-filled moiré flatbands
Shiv Nadar Institution of Eminence（Shiv Nadar卓越机构）
研究通过构建最小有效作用，揭示了二维莫尔平带中分数填充分子序的非费米液体行为，源于库仑相互作用导致的电荷密度波有序。
2026-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Fractional Chern Insulators and the W-Infinity Algebra
一组最近的结果表明，分数填充带的陈绝缘体在二维支持分数量子霍尔态类似于分数填充朗道能级中发现的。我们提供了一个理解这些结果通过检查陈省身带投影密度算子的代数。我们发现，这个代数在长波长和恒定的Berry曲率下闭合，因此它同构于Girvin，MacDonald和Platzman首先确定的最低朗道水平投影密度的W-无限代数[Phys. Rev. B 33，2481（1986）]。对于投影到陈省身带的哈密顿，这提供了一条在晶格上复制最低朗道能级物理的途径。
2012-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fractional High-Chern Insulator in Twisted Rhombohedral Graphene
International Center for Quantum Materials, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院量子材料国际中心）；State Key Laboratory for Mesoscopic Physics, Frontiers Science Centre for Nano-optoelectronics, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院介观物理国家重点实验室纳米光电子前沿科学中心）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute of Material Sciences（物质材料研究机构电子光学材料研究中心）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute of Material Sciences（物质材料研究机构材料纳米构造研究中心）；Interdisciplinary Center for Theoretical Physics and Information Sciences, Fudan University（复旦大学理论物理与信息科学交叉中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Collaborative Innovation Center of Quantum Matter（量子物质协同创新中心）
本文在伯纳尔双层石墨烯与菱方四层石墨烯构成的莫尔超晶格中，发现了C=1至C=7的量子反常霍尔绝缘体，并在v=2/3处观察到C=7/3的分数阶反常霍尔绝缘体，超越了传统Jain序列和高陈数理论。
2026-06-02 cond-mat.mes-hall
The Fractional Orbital Chern Hall Effect
分数量子霍尔效应是现代物理学的一个里程碑，它的发现为研究不服从阿贝尔物理的分数电荷铺平了道路。然而，所有的电子束都需要一个外部磁场，以便有分数带电的电子。本文对具有磁性的Kagome晶格中的强相互作用电子进行了理论研究。在最佳条件下，带隙在承载分数费米子的材料表面上打开。这些分数费米子形成复合准电子而不需要外部磁场。这些状态被预测为在不需要外部磁场的情况下托管CNOHE。
2023-03-05 cond-mat.mes-hall
Fractional Hofstadter States in Graphene on Hexagonal Boron Nitride
在分数填充的朗道能级中，平移对称破缺的电子晶体态和奇异关联量子流体态之间只有很小的能量差。我们发现，与石墨烯中存在的长周期莫尔条纹图案相关的空间周期性衬底相互作用在几乎对齐的六方氮化硼（hBN）上使这种紧密的竞争倾向于前者，解释了令人惊讶的最近的实验结果。
2016-06-25 cond-mat.mes-hall
Pressure-Tunable Generalized Wigner Crystal and Fractional Chern Insulator in twisted MoTe$_2$
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；Beijing Key Laboratory of Quantum Matter State Control and Ultra-Precision Measurement Technology（北京量子物质态调控与超精密测量技术重点实验室）
本文通过理论计算表明，压力可以有效调控扭曲双层MoTe$_2$中单粒子带的平坦性和量子几何，从而灵活调节分数量子陈绝缘体和广义维格纳晶体的形成及其多体拓扑相变。
2026-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Singular Pair Breaking in the Composite Fermi Liquid Description of the Half-Filled Landau Level
在半满朗道能级的复合费米液体描述中，Chern-Simons规范场的涨落在所有角动量通道中都是对破缺。对于短程电子-电子相互作用，这些涨落足够强，可以驱动任何T=0的配对跃迁。对于库仑相互作用，这些波动较弱，连续过渡是可能的。
1998-07-22 cond-mat.mes-hall
Particle-Hole Symmetry in the Fermion-Chern-Simons and Dirac Descriptions of a Half-Filled Landau Level
众所周知，在部分填充的朗道能级中，具有两体相互作用的自旋极化电子存在粒子-空穴对称性，这在回旋能量大于相互作用强度的极限中变得精确，因此可以忽略朗道能级之间的混合。这种对称性在最近由D。T. Son，使用狄拉克费米子，但它被认为是在旧的费米子-陈-西蒙斯方法中不存在的，由Halperin，Lee和Read以及随后的作者开发。然而，我们在这里表明，当适当评估时，Halperin，Lee，Read（HAL）理论给出了长波长低能物理性质的结果，包括杂质存在下的霍尔电导和分数量子化霍尔态接近半填充时磁子谱中最小值的位置，这些结果与狄拉克公式的预测相同。事实上，量子力学理论预言，即使回旋能量是有限的，在接近半满的情况下，也会出现一种粒子-空穴对称性。
2017-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Minimal Fractional Topological Insulator in half-filled conjugate moiré Chern bands
本研究受过渡金属二硫化物莫尔体系实验启发，提出半填充共轭陈能带中的最小分数拓扑绝缘体mFTI，阐明其拓扑序、电荷、对称性等特征，并推广分类了不同填充的同类体系。
2025-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Emergent QED$_3$ from half-filled flat Chern bands
近年来，具有超晶格结构的二维狄拉克材料已经成为探索相关和拓扑量子物质的丰富平台。在这项工作中，我们提出，通过使狄拉克电子受到具有三角晶格对称性的周期磁场，有可能实现$N_f=3$狄拉克费米子物种的量子临界相强耦合到一个紧急规范场，或2+1-D量子电动力学（QED $_3$）。我们明确地证明了QED $_3$相位自然地产生于狄拉克复合费米子（CF）图像，其中周期性磁场表现为周期性CF势，并将CF费米面转换为无隙费米点。我们进一步表明，通过打破TI表面的粒子-空穴对称性-无论是通过掺杂或通过引入一个周期性的静电势与零均值-我们的量子临界相让位给分数陈省身绝缘体相序列。我们的理论说明了丰富的动物园的量子相位可能围绕一半填充的平坦陈能带。
2023-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Random-phase approximation for the grand-canonical potential of composite fermions in the half-filled lowest Landau level
本文利用Chern-Simons公式重新考虑了半满最低朗道能级理论，并在随机相位近似下研究了巨正则势。精确计算电流密度和电荷密度的未扰动响应函数，而不对频率或波矢进行任何扩展，我们发现基态能量的积分在大波矢k处迅速收敛（代数），但在小k处表现出对数发散。这种发散起源于陈-西蒙斯相互作用的1/k^2奇点，它已经存在于最低阶微扰理论中。在化学势中也出现了类似的分歧。除了RPA，我们确定图的巨正则潜力（梯形，最大交叉，或两者的组合），其中发散的权力的对数。我们扩大我们的结果RPA基态能量的库仑相互作用的强度。线性项是有限的，它的值比较好的相互作用的电子在最低的朗道水平的数值模拟。
1998-02-26 cond-mat.mes-hall
Transport properties of a half-filled Chern band at the electron and composite fermion phases
本文研究半填充陈能带在电子费米液体相和复合费米子费米液体相中的输运性质，揭示两相霍尔电阻率的不同特征，并提出通过高频等离激元模式和电磁波反射测量复合费米子参数的方法。
2023-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electromagnetic Response of a Half-Filled Chern Band near Topological Criticality
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）
研究半满陈数带在拓扑临界点附近的电磁响应，揭示等离子体衰减现象源于规范场和狄拉克费米子谱，且在连续相变中具有有限范围的衰减行为。
2026-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Green's function of the half-filled Landau level Chern-Simons theory in the temporal gauge
本文研究了时间（Weyl）规范下$ ν=1/2 $ Chern-Simons系统的格林函数.我们导出了时间规范中的Chern-Simons路径积分。为此，我们对库仑规范中的路径积分进行规范变换，它代表了正确的正规序Chern-Simons哈密顿量的配分函数。我们计算了这个路径积分的自能在随机相位近似（RPA）的温度$T=0 $。这种自能不具有与面积对数的发散，这是已知的，意味着在库仑规范中的精确格林函数为无穷大。通过对时间规范中格林函数的路径积分进行陈-西蒙斯变换，在忽略电子间相互作用的情况下，显式地计算了格林函数的精确值，得到了一个有限值。此外，我们给出的参数，相互作用系统的格林函数也是有限的。格林函数在无限区域的非零性是由于相因子的动态产生，相因子将产生的和湮灭的粒子与处于基态的粒子联系起来。这些相位因子的缺失是库仑规范中格林函数消失的原因。
2003-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Chern band insulators in magnetic field
讨论了磁场对二维陈氏带绝缘体的影响。结果表明，不同于平凡的绝缘体，一个异常的霍尔绝缘体与陈数$C$成为金属时，磁场施加在恒定的粒子密度，任何$C>0$。对于具有自旋Chern分辨数$C_\uparrow= - C_\downarrow=C$的时间反演不变拓扑绝缘体，磁场诱导自旋极化的自旋霍尔绝缘体。我们还考虑了超晶格势的影响，并将以前的填充Hofstadter带的霍尔电导量子化的结果扩展到这个问题。
2013-12-09 cond-mat.mes-hall
Composite fermions in the half-filled lowest Landau level: a macroscopic justification
导出了最低朗道能级（LLL）接近半填充时无自旋电子的有效哈密顿量。与标准Chern-Simons理论（CS）中的处理相反，我们首先投影到LLL，然后才对哈密顿量应用CS变换。在忽略规范场涨落的情况下，变换后的场算符在最低朗道能级上只有{ \it和}具有小波数的费米子对易关系.当作用于半填充的哈密顿量时，{ \it规范变换去除了相互作用中的磁项，但并没有消除磁场。
1999-04-01 cond-mat.mes-hall
Path Integral for Composite Fermions in the Half-Filled Lowest Landau Level
我们考虑电子在二维强磁场中的最低朗道能级的一半填充使用陈-西蒙斯方法。从电子的格点哈密顿量出发，我们导出了复合费米子（CF）的路径积分（PI）公式，该公式考虑了算符的阶数。我们使用具有中间时间的时间晶格，以便具有以密度波动表示的PI。该公式揭示了在最低阶微扰理论中巨正则势不存在红外奇异性。
1998-10-21 cond-mat.mes-hall
Optimizing superlattice bilayer graphene for a fractional Chern insulator
本文通过计算三角和方形超晶格下双层石墨烯的能带结构与量子几何，确定了优化分数量子陈绝缘体稳定性的参数区间，为实验实现FCI提供指导。
2025-05-08 cond-mat.mes-hall
Chern Insulators and Topological Flat-bands in Magic-angle Twisted Bilayer Graphene
魔角扭曲双层石墨烯（MA-TBG）在其平带部分填充时，由于电子-电子相互作用的增强而发生有趣的量子相变.然而，阶段本身和它们的连接到假定的非平凡的拓扑结构的平坦带在很大程度上是未开发的。在这里，我们报告的运输测量揭示了一系列掺杂引起的Lifshitz过渡，伴随着范霍夫奇点（VHS），这有利于相关诱导的间隙和拓扑非平凡的子带的出现。在存在磁场的情况下，在每个莫尔单元填充1、2、3个载流子时的良好量子化的霍尔平台揭示了子带拓扑结构，并发出具有陈数的陈绝缘体的出现的信号，！= !, !, !,分别令人惊讶的是，磁场超过5 T，我们观察到的VHS在填充3.5，这表明一个分数陈省身绝缘体的可能性。这种VHS伴随着从低温金属到高温绝缘行为的交叉，这是熵驱动的Pomeranchuk样转变的特征，
2020-12-11 cond-mat.mes-hall
Observation of fractional Chern insulators in a van der Waals heterostructure
拓扑有序相的特征是长程量子纠缠和分数统计，而不是对称性破缺。首先观察到的分数填充连续朗道水平，拓扑秩序已被提出，更普遍地出现在分数填充的拓扑非平凡的“陈”带。在这里，我们报告的观察在分数填充的哈珀-霍夫施塔特能带所产生的磁场和超晶格势在双层石墨烯/六方氮化硼异质结构的相互作用的带隙状态。我们观察到新的阶段，在分数填充带与陈指数$\mathcal{C} = -1, \pm 2,$和$\pm 3$。其中一些，在$\mathcal{C}=-1$和$\mathcal{C}=2$带，其特征在于分数霍尔电导-他们是“分数陈绝缘体”，并构成了一个新的例子，拓扑秩序以外的朗道水平。
2017-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Probing the fractional quantum Hall phases in valley-layer locked bilayer MoS$_{2}$
本研究在双层MoS₂最低朗道能级中观测到填充因子4/5和2/5的分数量子霍尔态，证实其对库仑相互作用屏蔽敏感，构建了可调控电子相互作用的新型分数量子霍尔实验平台。
2023-10-08 cond-mat.mes-hall
Realization of the Haldane Chern insulator in a moiré lattice
陈氏绝缘体表现出量子化的霍尔效应，而没有朗道能级。在1988年的一篇具有里程碑意义的论文中，Halfman证明了陈氏绝缘体可以通过蜂窝晶格中复杂的次近邻跳跃来实现。尽管它对拓扑物理学领域产生了深远的影响，并且最近在冷原子实验中得到了应用，但在固态材料中，Halfton模型仍然难以捉摸。在这里，我们报告的实验实现的一个Halenchern绝缘体在AB堆叠MoTe 2/WSe 2莫尔双层，形成一个蜂窝状莫尔晶格与两个子晶格居住在不同的层。我们证明了每个晶胞中填充两个电荷粒子的莫尔双层膜是一个具有可调电荷带隙的量子自旋霍尔（QSH）绝缘体。在小的面外磁场作用下，磁输运研究表明，该材料为陈氏绝缘体，其陈氏数c=1。结果定性捕获的广义Kane-Mele紧束缚哈密顿量。塞曼场将QSH绝缘体分成两个相对谷的半部分-一个具有正的莫尔带隙，另一个具有负的莫尔带隙。我们的研究突出了半导体莫尔材料在工程拓扑晶格哈密顿中的独特潜力。
2022-07-05 cond-mat.mes-hall
Anti-topological crystal and non-Abelian liquid in twisted semiconductor bilayers
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；California State University Northridge（北加州州立大学）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）
研究揭示了电子晶体与非阿贝尔分数陈绝缘体在扭曲双层MoTe₂的半填满第二摩尔带中的竞争，提出反拓扑晶体的概念，其陈数由不同带的贡献相互抵消形成。
2026-05-11 cond-mat.mes-hall
Coulomb Interaction-Stabilized Isolated Narrow Bands with Chern Numbers $\mathcal{C} > 1$ in Twisted Rhombohedral Trilayer-Bilayer Graphene
本文提出 $θ\sim1.2^\circ$ 扭曲菱方三层–双层石墨烯作为场可调量子反常 Chern 绝缘体，通过自洽平均场计算证明库仑相互作用可稳定孤立窄化的 $\mathcal{C}=2,3$ 拓扑能带。
2025-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Transdimensional Chern insulators in rhombohedral multilayer graphene superlattices
ShanghaiTech University（上海科技大学）；Nanjing University（南京大学）；Liaoning Academy of Materials（辽宁省材料研究院）
该研究通过理论计算，在扭曲菱面多层石墨烯/hBN莫尔超晶格中提出并证实了跨维陈绝缘体态，揭示其性质及与密度波态的转变关系，还探讨了分数量子陈绝缘体的可能存在。
2026-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Half-filled Landau level as a Fermi liquid of dipolar quasiparticles
在本文中，我们研究了传统的费米子-陈-西蒙斯（FCS）理论的半满朗道能级（nu=1/2），和替代的描述，是基于中性准粒子的概念，携带电偶极矩之间的关系。我们之前已经论证过这两种方法是等价的，例如，在FCS方法中得到的有限可压缩性也可以从另一种方法中得到，只要适当地考虑偶极准粒子的特殊对称性--它们的能量对它们的质心动量移动的不变性。在这里，我们详细说明了这两种方法的等价性。我们首先研究了一个模型，其中每个费米子的电荷和通量在半径Q^{-1}上被涂抹，其中结果可以在小参数Q/k_f中计算到首阶。我们研究了小Q模型中nu=1/2态的两种偶极准粒子描述，并证实它们产生与FCS方法相同的密度响应函数。我们还研究了单粒子格林函数和有效质量，偶极准粒子的一种形式，并发现有效质量是红外发散，完全一样，在FCS的方法。最后，我们提出了一种形式的费米液体理论的偶极准粒子，这应该是有效的物理情况下，Q是无限的。
1998-12-09 cond-mat.mes-hall
Composite Fermion Theory of Fractional Chern Insulators in Rhombohedral Graphene
Columbia University（哥伦比亚大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）；Yale University（耶鲁大学）
本文提出复合费米子理论，解释菱方石墨烯中分数陈绝缘体态的形成机制，揭示莫尔势与库仑相互作用如何稳定FCI基态，为相关研究提供新框架。
2026-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Supercell Wannier Functions and Emergent Kondo Lattices in Topological Bands
本文提出在分数填充的拓扑能带中，强相互作用可通过破坏平移对称性的超晶胞 Wannier 基实现演生 Kondo 晶格，并稳定一类与分数量子 Chern 绝缘态竞争的新型拓扑 Mott 绝缘态。
2024-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nodal Brillouin Zone Boundary from Folding a Chern Insulator
陈氏绝缘体是许多拓扑量子物质的基石，从量子自旋霍尔绝缘体到分数陈氏绝缘体。在这里，我们讨论了一种新型的绝缘体，它由两个半填充的普通陈氏绝缘体。一方面，体能谱是由两个Chern绝缘体的体能谱折叠得到的。这种折叠产生布里渊区的节点边界，在该节点边界处，带交叉受到在空间和自旋空间中的组合变换下不变的二维晶格的对称性的保护。它也提供了一个自然的平台来探索非阿贝尔Berry曲率和由此产生的量子现象。另一方面，这两个基本的陈氏绝缘体彼此区分的非对称运营商，这导致了有趣的属性，在传统的陈氏绝缘体。如果边遵守非对称对称性，则需要引入一个新的自由度，即非对称对称性的宇称来描述拓扑泵浦。
2016-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Moiré Fractional Chern Insulators III: Hartree-Fock Phase Diagram, Magic Angle Regime for Chern Insulator States, the Role of the Moiré Potential and Goldstone Gaps in Rhombohedral Graphene Superlattices
本研究通过Hartree-Fock计算，系统揭示了菱方石墨烯/hBN体系中位移场调控的相图，发现莫尔势可破坏连续平移对称性并影响陈绝缘体态的拓扑性质，为理解相关相提供了关键理论依据。
2023-12-18 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
Bosonic fractional Chern insulating state at integer fillings in multi-band system
整数量子霍尔态出现在朗道能级被费米子完全占据时，而分数量子霍尔态通常出现在朗道能级被强关联费米子或玻色子部分填充时。在这里，我们报告了两个分数陈氏绝缘态的硬核玻色子在多带晶格模型托管拓扑平坦带与高陈氏数。利用无限密度矩阵重整化群算法，重新研究了由最低拓扑平带的高Chern数$C=2$继承而来的$ν=1/3$分数Chern绝缘态.特别地，我们在整数填充下数值识别了一个玻色子$1/2$ -Laughlin类分数Chern绝缘态。我们证明了两个低拓扑平坦带共同产生了一个有效的半填充$C=1$ Chern带。此外，我们发现在我们的模型中，$ν$和$3-ν$填充之间存在严格的粒子-空穴对称性。这些发现扩展了我们对量子霍尔态的理解，为在多带高陈数系统中实现新颖的分数态提供了一条新的途径。
2021-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Crystal-symmetry preserving Wannier states for fractional chern insulators
近年来，人们提出了许多分数阶陈氏绝缘体的数值证据，即当陈氏带部分填充时，晶格上的分数阶量子霍尔态。分数Chern绝缘体的一些试探波函数可以通过Wannier态表示将定义在连续体中的分数量子Hall波函数映射到晶格上来获得（Phys. Rev. Lett. 107，126803（2011）），其中朗道能级中的单粒子朗道轨道被识别为具有陈数C = 1的陈带的一维Wannier态。然而，这种映射一般破坏了格点群对称性。在本文中，我们讨论了修改映射以适应晶格旋转对称性的一般方法。通过这种修改后的映射构造的波函数应该作为更好的试验波函数，以比较的数值，也作为基础，为分数陈绝缘体的晶格对称性保持赝势形式主义的建设。本文主要研究正方晶格的$C_4$旋转对称性。类似的分析可以直接推广到具有$C_6$对称性的三角形或六边形晶格。我们还将讨论推广到分数阶陈氏绝缘体的晶格对称性与高陈氏数带。
2013-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Adiabatic continuation of Fractional Chern Insulators to Fractional Quantum Hall States
我们展示了如何相互作用的粒子在拓扑平坦带，被称为分数陈省身绝缘体的阶段，可以在外部施加的磁场的最低朗道水平的不可压缩的分数量子霍尔液体。与以前的证据表明这些系统的相似性，我们的方法使一个正式的证明他们的拓扑顺序的平等，而且这种证明有力地扩展到热力学极限。我们使用Qi [Phys. Rev. Lett. 107，126803（2011）]，以便构造提供两个模型之间的连续变形的插值哈密顿算子。我们证明了我们的方法对于Halfton模型的半满Chern带中玻色子基态的有效性，表明它与连续分数量子Hall问题中玻色子的$ν=1/2$ Laughlin态有着密切的联系.
2012-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
The Chern Number Governs Soliton Motion in Nonlinear Thouless Pumps
玻色子的非线性无边界泵浦通过孤子运动表现出量子化泵浦，尽管缺乏有意义的填充带的概念。然而，这种量子化的理论基础，以及它与陈数的关系，至今仍然缺乏。在这里，我们表明，对于低功率孤子，传输是由陈数的孤子分叉的频带。我们通过在Wannier态的基础上展开离散的非线性薛定谔方程（等价于Gross-Pitaevskii方程）来实现这一点，表明孤子的位置在整个泵浦周期中由Wannier态的位置决定。此外，我们描述了孤子泵浦的二维。
2021-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
$\mathrm{U}(2)$ Chern-Simons-Ginzburg-Landau Theory of Fractional Quantum Hall Hierarchies
Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）；Institute for Basic Science（基础科学研究院）；Pohang University of Science and Technology（浦项科技大学）
本文提出U(2) Chern-Simons-Ginzburg-Landau理论，用于描述Abelian和非Abelian分数量子霍尔层次结构，重现所有填充分数并确定拓扑序。
2026-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Chiral Symmetry and Electron-Electron Interaction in Many-Body Gap Formation in Graphene
我们研究了垂直磁场中石墨烯的多体基态。石墨烯中的手征对称性使我们能够确定多体基态，对于半填充（未掺杂）的情况，这是一个双简并手征凝聚体。在基态，沿锯齿形边缘出现显著的电荷积累。我们还表明，尽管存在的强大的边缘模式，这是一致的陈数C = 0，无隙激发是不存在的。
2011-08-08 cond-mat.mes-hall
Fractional Chern Insulators vs. Non-Magnetic States in Twisted Bilayer MoTe$_2$
本研究针对转角双层MoTe$_2$中特定填充因子下非磁态的实验谜题，通过纳入远程能带的计算验证了相关参数可基本复现多填充因子态，揭示了远程能带的重要性。
2023-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
First-Principles Design of a Half-Filled Flat Band of the Kagome Lattice in Two-Dimensional Metal-Organic Frameworks
我们从第一性原理设计了一种新型的二维金属有机框架（MOFs）使用基于phenalenyl的配体表现出半填充的kagome晶格的平带，这是一个晶格家庭，显示Lieb-Mielke-Tasaki的平带铁磁性。在各种MOF中，我们发现$\textit{trans}$ -Au-THTAP（三羟基三氨基菲那烯基）具有这样一种理想的能带结构，由于自由基菲那烯基的未配对电子，费米能正好被调整到平带。自旋-轨道耦合打开了一个带隙，使一个非零的Chern数的近平带，证实了存在的边缘状态在第一性原理计算和拟合紧束缚模型。这是一个新的和现实的系统中，一个几乎平坦的带是铁磁$\textit{and}$拓扑非平凡的例子。
2016-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Unconventional sequence of correlated Chern insulators in magic-angle twisted bilayer graphene
强电子-电子相互作用和能带拓扑之间的相互作用可以导致自发打破对称性的新电子态。具有非平凡拓扑结构的魔角扭曲双层石墨烯（MATBG）中平带的发现为寻找新的非平凡相提供了一个独特的平台。最近的扫描隧道显微镜和输运实验揭示了一系列的拓扑绝缘相在MATBG与陈数$C=\pm 3, \, \pm 2, \, \pm 1$附近的莫尔带填充因子$ν= \pm 1, \, \pm 2, \, \pm 3$，对应于一个简单的模式的味道对称性破坏陈绝缘体。在这里，我们报告高分辨率的局部可压缩性测量MATBG与扫描单电子晶体管，揭示了一个新的序列不可压缩的状态与意想不到的陈数观察到为零磁场。我们发现八个观测到的不可压缩态的Chern数与$C= \pm 1$带顺序填充的简单图像不相容。我们发现，这些不寻常的不可压缩相的出现可以理解为一个结果，打破平移对称性，加倍的莫尔晶胞和分裂成一个$C=\pm 1$带和一个$C=0$带每个$C=\pm 1$带。我们的研究结果显着扩展了已知的MATBG相图，并揭示了系统中不同相关相之间的密切竞争的起源。
2021-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interaction-driven plateau transition between integer and fractional Chern Insulators
在Harper-Hofstadter模型中，我们给出了$|C|>1$ Chern绝缘体（CI）和$ν= 1/3$ Laughlin态之间相互作用驱动的量子Hall平台跃迁的数值证据.我们研究了磁通密度为$p/q$的模型，其中最低朗道能级（LLL）流形包括$p$磁子带。对于弱相互作用，该模型实现了对应于填充子带的整数CI，而强相互作用候选态包括LLL填充分数$ν=r/t$的分数量子霍尔（HHH）态。当$p=t$时，这些相可以在相同的颗粒密度下竞争。作为一个具体的例子，我们数值研究了在通量密度$n_ϕ = 3/11$下的物理，证明了CI和$ν= 1/3$ Laughlin态之间发生了直接跃迁，并从临界、拓扑和纠缠性质等方面对这种跃迁进行了分析。我们还表明，强相互作用一般稳定$ν= 1/3$ Laughlin状态，即使当LLL被分裂成多个频带，并引入一个强大的方法来提取其拓扑纠缠熵，通过利用磁长度的缩放与$n_ϕ$。
2022-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fractional Chern insulator states in an isolated flat band of zero Chern number
The University of Hong Kong（香港大学）；New Cornerstone Science Lab, Department of Physics, The University of Hong Kong（新基石科学实验室，香港大学物理系）
本研究在零陈数孤立平坦带中发现分数夏隆绝缘体态，通过大规模模拟揭示其量子几何特性及电荷密度波行为。
2025-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital Description of Landau Levels
Fudan University（复旦大学）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
本文提出一个三轨道晶格模型，通过轨道描述实现最低和第一朗道能级的晶格类比，并揭示了非阿贝尔态在半填充电荷奇点带中的出现
2025-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hydrostatic Pressure-enhanced correlated magnetism and Chern insulator in moir'e WSe2
State Key Laboratory of Micro-nano Engineering Science, Key Laboratory of Artificial Structures and Quantum Control (Ministry of Education), School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院微纳工程科学国家重点实验室人工结构量子控制教育部重点实验室）；Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学李政道研究所）；Center for High Pressure Science & Technology Advanced Research (HPSTAR)（高压科学与技术前沿研究中心）；Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids（马克斯·普朗克固体化学物理研究所）；Shanghai Key Laboratory of Material Frontiers Research in Extreme Environments, Institute for Shanghai Advanced Research in Physical Sciences（上海极端环境材料前沿研究重点实验室上海物理科学研究院）；Zhiyuan College, Shanghai Jiaotong University（上海交通大学致远学院）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science（国立材料研究所电子与光学材料研究中心）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（国立材料研究所材料纳米架构研究中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究与创新中心）；Department of Physics and Astronomy, University of Tennessee, Knoxville（田纳西大学诺克斯维尔分校物理与天文系）；Department of Physics, National University of Singapore（新加坡国立大学物理系）
静水压增强扭曲双层WSe2中的关联磁性和陈绝缘体，通过调节莫尔势能和拓扑相变实现新的物态控制。
2026-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum anomalous Hall crystals in moiré bands with higher Chern number
本文用精确对角化证明 C=2 莫尔能带在 2/3 填充时存在稳定 QAHC，并给出扭转多层石墨烯中的实验参数指引。
2025-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hofstadter subband ferromagnetism and symmetry broken Chern insulators in twisted bilayer graphene
在双层石墨烯旋转故障θ =1.1度，层间隧穿和旋转错位合谋创建一对低能量平带，已被发现主机在部分填充各种相关的现象。迄今为止，大多数工作集中在零磁场相图上，其中磁场（B）用作B=0能带结构的探针。在这里，我们表明，扭曲的双层石墨烯（tBLG）在低至2 T的B主机的铁磁陈绝缘体与陈数|C| = 1，2和3的级联。我们认为，陈省身绝缘体的出现是驱动的相互作用的莫尔超晶格与B，这赋予平坦带的子结构的拓扑非平凡的子带特征的霍夫施塔特蝴蝶。新的相位可以用斯通纳图来解释，在斯通纳图中，交换相互作用有利于极化成一种或多种自旋和谷-同位旋的味道;然而，与传统的量子霍尔铁磁体相反，电子会极化成一个到四个陈数C=-1的单一霍夫施塔特子带的副本。特别是在C= \pm 3绝缘体的情况下，B催化从自旋和谷非极化的B=0状态到铁磁状态的一级相变。不同于其他莫尔异质结构，tBLG实现了霍夫斯塔德问题的强晶格极限，并拥有与全带宽W相当的库仑相互作用，因此比单个霍夫斯塔德子带的宽度强得多。在我们的实验数据中，库仑相互作用的主导地位，体现通过陈绝缘状态的外观与自发破缺超晶格对称性在半填充的C=-2的子带。我们的实验表明，tBLG可能是一个理想的场所，探讨强相互作用限制部分填充的Hofstadter带。
2020-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Imaging Chern mosaic and Berry-curvature magnetism in magic-angle graphene
魔角石墨烯中的载流子有八种类型，由它们的自旋、谷和亚晶格极化的组合来描述。当底物或强相互作用破坏反转对称性和时间反转对称性时，味的简并度可以被提升，并且它们相应的带可以被顺序填充。由于它们的非平凡能带拓扑和Berry曲率，每个能带被分类的拓扑陈数，导致量子反常霍尔和陈绝缘体态的整数填充$ν$的带。然而，最近已经预测，取决于石墨烯和封装的hBN晶格的局部原子尺度布置，而不是全局拓扑不变量，陈数C可能变得位置依赖，改变巡回电子的传输和磁性。使用SQUID的提示，我们直接图像的纳米级贝里曲率诱导的平衡轨道磁性，其极性是由当地陈数，并检测其两个组成部分与漂移和自旋转的电子波包。在$ν=1$，我们观察到本地零场谷极化陈氏绝缘体形成马赛克的微观补丁的C=-1，0，1，由本地子晶格极化，符合预测。在进一步填充时，我们发现由于电子从谷K到K '的再凝聚而引起的一级相变，这导致了局部Chern数和磁化强度的不可逆翻转，并形成了谷畴壁，引起了滞后的全局反常霍尔电阻。这些发现揭示了拓扑相的结构和动力学的新的光，并呼吁探索可控的形成风味域壁和它们的利用在双电子器件。
2022-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The Conjugate Composite Fermi Liquid
本文提出相反陈数陈能带对半填充时的共轭复合费米液体 cCFL，揭示其可衍生量子坏金属、新型 Wiedemann–Franz 定律、超导及手性自旋液体等相。
2023-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological proximity effects in a Haldane-graphene bilayer system
我们揭示了一个拓扑带（陈）绝缘体所描述的Haldron模型和自旋极化的狄拉克粒子的石墨烯层之间的邻近效应。拓扑Chern绝缘体通过体中的隧穿项将两个系统弱耦合，在半填充时在Dirac粒子上诱导出间隙和相反的Chern数，导致在一个Dirac点处Berry曲率的符号翻转。我们研究了不同方面的散装边缘对应和本协议的Berry曲率的演变，以及两个对传播（保护）的边缘模式具有不同的速度。在强耦合极限下，能谱呈现平坦带。因此，我们建立了一个微扰理论和地址进一步的体积边缘对应。我们还表明，发生的拓扑绝缘相与陈数1时，只有最低的频带被填充。我们推广的效果，Halfenox双层系统与非对称Semenoff质量。我们提出了另一种定义的拓扑不变的布洛赫球。
2019-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Quantum Geometry and Stabilization of Fractional Chern Insulators Far from the Ideal Limit
本文通过引入各向异性|C|=1陈绝缘体模型并结合耦合线方法，揭示了非理想量子几何下FCI退化的机制，发现非理想几何促成的反常anti-FCI相会阻碍FCI形成并利于电荷密度波等竞争相出现。
2024-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Haldane-Holstein model at fractional filling: Route to bosonic fractional Chern insulator and quantum anomalous Hall crystal
University of Washington（华盛顿大学）；University of Tennessee（田纳西大学）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
本文通过Haldane-Holstein模型在部分填充下，证明强电子-声子耦合可稳定玻色子分数陈绝缘体及量子反常霍尔晶体，揭示其作为拓扑相形成路径的新作用。
2026-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Higher Landau-Level Analogs and Signatures of Non-Abelian States in Twisted Bilayer MoTe$_2$
本研究在扭曲双层MoTe₂中发现四个连续陈能带，构建六轨道万尼尔模型并开展计算，在第二莫尔迷你带半填充时观测到非阿贝尔态特征，为零磁场下实现非阿贝尔任意子及容错量子计算提供新途径。
2025-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Vortex spin liquid with fractional quantum spin Hall effect in moiré Chern bands
本文在摩尔陈能带中提出涡旋自旋液体（VSL）相，通过复合费米子激子配对构造出兼具量子自旋液体和分数量子自旋霍尔效应的奇异绝缘体。
2024-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Extracting Chern numbers from the equilibrium transport noise of multiband bosons
College of Physics, Jilin University（吉林大学物理学院）；Department of Computer Science, University of York（约克大学计算机系）
该研究指出费米子输运噪声中拓扑贡献消失是特例，多带玻色子输运噪声中拓扑内容可通过频率分辨的电流互谱区分，相关协议适用于Cu(1,3-bdc)且鲁棒性良好。
2026-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
