${\bf 2k_F}$ Density Wave Instability of Composite Fermi Liquid
本文采用精确对角化和重整化群分析相结合的方法研究了非费米液态的$2k_F$密度波不稳定性。在半满零朗道能级,研究了复合费米液体在质量各向异性和混合朗道能级形状因子存在下的命运。这两个实验上可达到的旋钮触发了向单向电荷密度波状态的相变,波矢量等于复合费米液体的$2k_F$。基于精确对角化,我们确定了这样的转变,通过检查的能量谱和静态结构因子的电荷密度密度相关。此外,重整化群分析表明,规范涨落使非费米液体状态不稳定的密度波的订单,与数值观测一致。对密度波不稳定性的可能实验探测也进行了讨论。
2020-09-22 cond-mat.str-el
Bosonic Analogue of Dirac Composite Fermi Liquid
我们引入了玻色子在磁场中的粒子-空穴对称金属态。这种状态承载复合费米子,其能量色散具有二次带接触和相应的$2π$ Berry通量,由粒子-空穴和离散旋转对称性保护。我们还构造了另一种粒子-空穴对称态--在反转对称的存在下是不同的--没有Berry通量。就像孙正义引入的狄拉克复合费米液体一样,破缺粒子-空穴对称性恢复了我们熟悉的陈-西蒙斯理论。我们讨论了这一阶段的实现在二维和玻色子拓扑绝缘体表面,以及在实验和模拟签名。
2016-05-11 cond-mat.str-el
Interlayer coherent composite Fermi liquid phase in quantum Hall bilayers
复合费米子在理解量子霍尔效应,特别是填充因子nu = 1/2的可压缩“复合费米子液体”(CFL)的形成方面发挥了开创性的作用。在这里,我们认为,在多层系统层间库仑排斥可以类似地产生“金属”行为的复合层之间的费米子,即使电子保持绝缘。具体来说,我们建议,一个量子霍尔双层与nu = 1/2,每层在中间层分离可能主机这样的层间相干CFL,复合费米子的激子凝聚驱动。这一阶段有一些显着的属性:存在的“键”和“反键”复合费米海,可压缩行为相对于对称电流,和分数量子霍尔行为的逆流通道。与费米海相关的量子振荡产生了一系列新的不可压缩态,每层填充数nu = p/[2(p \pm 1)](p为整数),这是Jain序列的双层模拟。
2009-08-21 cond-mat.str-el
Geometry of Compressible and Incompressible Quantum Hall States: Application to Anisotropic Composite Fermion Liquids
本文将分数量子霍尔态的几何描述推广到可压缩态。结果表明,在复合费米子费米表面的各向异性是这种内在的几何形状的直接反映。提出了一个简单的模型,该模型中的几何参数可以由包括电子质量各向异性在内的其它参数精确地求得。我们的结果与最近复合费米子费米面各向异性的测量结果[D. Kamburov,Y. Liu,M.沙耶甘湖N. Pfeiffer,K. W. West和K. W. Baldwin,Phys. Rev. Lett. 110,206801(2013)]。更广泛的影响,我们的研究结果进行了讨论。
2013-12-11 cond-mat.str-el
Dirac Fermion Hierarchy of Composite Fermi Liquids
复合费米液体(CFL)是一种可压缩状态,可以发生在二维相互作用的费米子限制在最低朗道能级在某些朗道能级填充。它们被理解为由复合费米子形成的费米海,复合费米子是电磁通量和电子的束缚态,如Halperin,Lee和Read [Phys.Rev.B47,7312(1993)]所报道的。在半填充时,Son [Phys. Rev. X 5,031027(2015)]提出了一种基于狄拉克费米子的显式粒子-空穴对称理论作为替代低能描述。本文研究了填充分数为1/4时CFL模型波函数的Berry曲率,观察到Berry曲率在费米海中均匀分布,但在费米海中心发现了一个附加的$π$相,基于此,我们提出了一个有效的理论,将Son的半填充理论通过内部规范通量附着推广到所有能发生费米CFL的填充分数。数值结果支持了内规范磁通附加的思想。
2019-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Orthogonality catastrophe in a composite fermion liquid
本文讨论了当填充因子ν接近1/2 m时,复合费米子液体响应中出现的正交突变,其中m= 1,2,3.提出了一种隧穿实验,在该实验中,当ν变化时,I-V特性应观察到剧烈的变化。在所谓的修正的随机相位近似中计算的显式I-V特性,提供了ν=1/3 -> ν=1/2。
1997-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Trial wave functions for a Composite Fermi liquid on a torus
本文研究了磁场中填充分数为$ν=\frac{1}{2}$的二维电子气。在这种填充下,系统处于无隙状态,可以解释为复合费米子的费米液体。我们构造试验波函数的系统上的环面,基于这个想法,并数值比较这些精确的波函数的小系统的精确对角化。我们发现,试验波函数给出了一个很好的描述的基态的系统,以及其充电的激发,在所有的动量部门。我们分析的复合费米子和Berry相的色散与拖动一个单一的费米子周围的费米表面和评论的影响,我们的研究结果为目前的辩论是否复合费米子狄拉克费米子。
2017-11-28 cond-mat.str-el
Continuous transitions between composite Fermi liquid and Landau Fermi liquid: a route to fractionalized Mott insulators
非费米液态金属态最成功的理论之一是半充满朗道能级的复合费米液体(CFL)理论。本文研究了在无无序和粒子数固定的情况下,从CFL态到朗道费米液体的连续量子相变。这种跃迁可以通过调整朗道能级相对于相互作用能的带宽来诱导,例如通过外部施加的周期性电势。我们发现,通过一个无隙的莫特绝缘体与中性费米激发费米面的朗道费米液体的过渡。在空间对称性的存在下,我们还发现了CFL和朗道费米液体之间的直接连续跃迁。的过渡有一些特征的可观察到的签名,包括存在两个交叉的温度尺度,电阻率跳跃,和消失的压缩性。当复合费米子被配对时,我们的结果意味着各种非阿贝尔拓扑状态之间的量子临界点,包括ν= 1/2摩尔-里德普费米子(伊辛x U(1)拓扑序),Kitaev B相(伊辛拓扑序)的一个版本,以及成对的电子超导体。为了研究这样的过渡,我们使用投影结构的CFL,它超越了传统的框架通量附件,包括一组更广泛的量子涨落。这些考虑建议一个可能的路线,以细分莫特绝缘体开始与量子态和调谐朗道能级带宽。
2012-06-27 cond-mat.str-el
Berry phase of the composite Fermi-liquid
推导了复合费米子在半充满复合费米子液体中绝热输运的Berry相的定义。它被发现是不同的Geraedts等人在以前的调查中采用的标准CFL波函数,我们分析表明,Berry曲率均匀分布在动量空间。对于Jain-Kamilla波函数,数值计算表明其Berry曲率在费米海内部连续分布,而在费米海外部为零.我们的结论是,相对于这两个微观波函数的CF是不是一个无质量的狄拉克粒子。
2020-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electrons and composite Dirac fermions in the lowest Landau level
我们构造了一个行动的复合狄拉克费米子符合对称性的电子投影到最低的朗道水平。首先,我们构建了一个推广的$g=2$电子,给出了一个光滑的无质量限制在任何弯曲的背景。利用微观电子理论在无质量极限下的对称性,我们发现了许多对低能有效理论的限制。我们发现,任何低能量的描述必须耦合到一个几何表现出非平凡的曲率,即使在平坦的时空。任何复合费米子都必须有一个电偶极矩与复合费米子的波矢成正比并正交。我们构造了复合狄拉克费米子的有效作用量,并计算了该理论的物理应力张量和电流算符。
2017-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Composite spin and orbital triplet superconductivity formed out of a Non-Fermi Liquid phase
在双通道Anderson晶格模型的非费米液相中,探索了一种非常规的超导相。其特征在于复合序参量,其包括与具有各向同性和最近邻形状因子的三重态库珀对结合的局部自旋或轨道自由度。超导转变温度在中等中间价区达到峰值,在整数价区消失。能隙函数是非解析的,频率为奇数,在传导电子态密度中产生赝能隙,当$|ω|$接近$ω=0$时,赝能隙消失。
2001-09-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Probing Non-Fermi-Liquid Behaviour of Composite Fermi Liquid via Efficient Thermal Simulations
Peng Huanwu Collaborative Center for Research and Education, Beihang University(北京航空航天大学鹏瀚院);Department of Physics and HK Institute of Quantum Science & Technology, The University of Hong Kong(香港大学物理系及量子科学及技术应用研究所);State Key Laboratory of Optical Quantum Materials, The University of Hong Kong(香港大学光学量子材料国家重点实验室)
通过高效热模拟发现复合费米液体在低温下表现出非费米液体行为,比热呈现2/3幂律,揭示其量子多体特性。
2026-07-27 cond-mat.str-el
Composite Dirac liquids: parent states for symmetric surface topological order
我们引入奇异的无隙态-“复合狄拉克液体”-它可以出现在三维电子拓扑绝缘体的强相互作用表面。复合狄拉克液体对所有的电荷激发都有一个间隙,但仍然具有一个由电中性费米子形成的无质量狄拉克锥。因此,这些状态包括电绝缘体,有趣的是,这些电绝缘体保持与非相互作用的拓扑绝缘体表面的热性质类似的热性质。各种新颖的完全带隙相自然地从复合狄拉克液体中产生。最值得注意的是,我们表明,缺口的中性费米子通过库珀配对-这至关重要的是不违反电荷守恒-产生对称的非阿贝尔拓扑有序的表面相位捕获在最近的几项工作。其他(阿贝尔)拓扑秩序出现在交替缺口中性狄拉克锥与磁性。我们建立了这些后裔阶段之间的层次关系,并暴露出一个有吸引力的连接到复合费米液体中产生的半填充朗道水平的二维电子气的配对状态。为了可控地访问这些状态,我们利用准一维变形的原始电子狄拉克锥,使我们能够解析地解决的命运强相互作用的表面。我们开发的算法适用相当广泛,并进一步允许最近推出的玻色子拓扑绝缘体的对称表面拓扑秩序的建设。
2014-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Composite fermion-boson mapping for fermionic lattice models
我们提出了一个基本的费米子算子到复合费米子和玻色子算子的二次型的映射。映射是一个精确的同构,只要一个复合粒子的物理约束,每个集群是满意的。这种情况下,平均在一个复合粒子平均场的方法,其中包括一个anomalies的复合费米子和玻色子部门。理论进行了测试的一维和二维哈伯德模型。利用Bogoliubov行列式的复合费米子和相干或Bogoliubov状态的玻色子,我们得到了一个简单而准确的程序处理Mott绝缘相位的哈伯德模型与平均场计算成本。
2014-09-06 cond-mat.str-el
Quantitative theory of composite fermions in Bose-Fermi mixtures at $ν=1$
复合费米子提供了一个简单而统一的图片,以了解大量的量子霍尔制度的现象。然而,它仍然具有挑战性,以制定这一概念,适当地在一个单一的朗道水平。最近,Dong和Senthil建立了朗道能级填充因子$ν=1$的玻色子的低能非对易场论。在长波长和小振幅规范涨落的极限下,他们发现它简化为著名的复合费米子液体的Halperin-Lee-Read理论。在这项工作中,我们考虑玻色费米混合物在总填充因子$ν=1$。与以往工作不同的是,通过改变玻色子的填充因子$ν_b = 1 -ν_f$,可以调节混合物中复合费米子的数密度和相应的费米动量。这种可调性使我们能够研究稀释极限$ν_b\ll 1$,它允许控制和渐近精确计算的复合费米子的能量色散和有效质量。此外,用可交换场论来近似低能描述是明显合理的。最重要的是,我们证明了规范波动获得希格斯质量由于复合玻色子凝聚体的存在下,作为一个结果,该系统的行为就像一个真正的朗道费米液体。结合稀释极限下四费米子相互作用的不相关性,我们得到了这种复合费米子费米液体的渐近精确性质。在与$ν_f\ll 1$相反的极限下,Higgs质量趋于零,并且随着温度的升高,我们发现费米液体和非费米液体之间存在交叉。通过实验或数值方法观测这些性质,不仅为复合费米子及其形成的费米面提供了明确的证据,而且也为出现的规范场及其由于强关联而产生的涨落提供了明确的证据。
2022-01-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el hep-th
Status of the Fermi surface in mixed composite boson - composite fermion quantum Hall states
我们认为,在提出的混合复合玻色子-复合费米子态[S.H. Simon等人,PRL 91,046803(2003)]中关于ν= 1双层量子霍尔系统随距离的演化的理论,都被忽略了。我们的结论是基于对ν= 1/2单层复合费米子态动量分布的仔细分析。我们指出的可能性,迄今为止未知的现象以外的近藤晶格系统时,在一个几何不变的系统,费米液体般的电子部分扩大其体积。
2004-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Lattice composite Fermi liquid with broken inversion symmetry
Harvard University(哈佛大学);Stanford University(斯坦福大学)
研究具有破缺反演对称性的格点复合费米液体的输运,揭示其因对称性破缺产生的非解析输运特征,可在扭转MoTe₂等实验中检验。
2026-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Unpaired composite fermion, topological exciton, and zero mode
复合费米子的成对态可以支持两种激发:涡旋和非成对复合费米子。我们构建了一个明确的微观描述的未成对的复合费米子,我们证明是准确的3-体模型相互作用,并可能,与库仑解决方案。这种理解揭示了一个未成对的复合费米子携带着一个电荷中性的“拓扑”激子,这反过来有助于微观上深入了解零模的起源,融合规则和能量学。
2011-06-04 cond-mat.str-el
Luttinger theorem for the strongly correlated Fermi liquid of composite fermions
虽然一个普通的费米海是微扰强大的相互作用,范式复合费米子(CF)费米海出现作为一个非微扰的后果,在一个系统中,没有费米海开始出现的新兴规范场。平均场图像显示出两个费米海,由最低朗道能级上的电子或空穴组成的复合费米子组成,它们占据着远离半填充的不同区域,因此似乎代表着不同的状态。我们发现,在最低朗道能级上满足粒子-空穴对称性的复合费米子微观理论中,填充因子$ν$和$1-ν$处的费米波矢是相同的,并且与Kamburov { \em et al.} [Phys. Rev. Lett. { \bf 113},196801(2014)]。我们的计算表明,CF费米海的面积可能会稍微违反Luttinger面积规则。
2015-10-30 cond-mat.str-el
Two-fluid theory of composite bosons and fermions and the quantum Hall proximity effect
提出分数量子霍尔系统的双流体理论,建模其与费米液体金属界面,发现量子霍尔凝聚体渗入金属的邻近效应,并揭示带隙准电子和中性模式。
2023-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Pomeranchuk Instability of Composite Fermi Liquids
量子霍尔系统中的向列性已经在实验上很好地建立在激发朗道能级上。然而,对称性破缺的机制仍然是未知的。在角动量$\ell=2$通道中费米液体参数$F_{\ell} \le -1$的Pomeranchuk不稳定性被认为是相关的机制,但没有明确的理论证明。本文用变分蒙特卡罗方法计算了有限层宽复合费米子费米液体的费米液体参数$F_\ell$。我们考虑了不同朗道能级$n=0,1,2$中的$F_{\ell}$作为层宽参数$η$的函数。我们发现,不像最低的朗道水平,这表明没有Pomeranchuk不稳定的迹象,更高的朗道水平下的$η$的临界值显示Pomeranchuk不稳定。此外,对于$n=2$ Landau能级,临界值$η_c$更高,这与仅在$n=2$ Landau能级中在环境条件下观察到的无序相一致。从我们的工作中出现的画面是,接近真正的2D极限带来了半充满更高的朗道能级系统的边缘Pomeranchuk不稳定性。
2018-10-10 cond-mat.str-el
Composite Fermions and their Pair States in a Strongly-Coupled Fermi Liquid
我们的目标是了解低温下光晶格费米子在外加磁场中所产生的现象。通过改变电场,任何两个费米子之间的吸引力都可以变得任意强,其中复合玻色子通过所谓的费什巴赫共振形成。通过建立费米子的强耦合方程,我们发现在空间维度$d>2$中,它们与玻色子耦合,玻色子装扮费米子,产生新的大质量复合费米子。在足够低的温度下,我们得到了复合玻色子经历玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)的临界温度,从而得到了BEC修饰的大质量费米子。这些形成紧密结合的对态,它们是产生BEC型凝聚的新的玻色子准粒子。发现了一个量子临界点,并推测了复杂准粒子凝聚体的形成。
2018-10-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Zero-field composite Fermi liquid in twisted semiconductor bilayers
本文提出复合费米子描述适用于零磁场下 tMoTe2 的分数量子反常霍尔态,通过精确对角化证实了零场反常复合费米液体态,并发展长波长理论预测了 Jain 序列与新型可公度性振荡。
2023-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Transitions from Composite Fermi Liquid to Moore-Read States in Weyl Semimetals
本文发现在Weyl半金属的同一Weyl轨道Landau能级中存在复合费米液体、Moore-Read态和电荷密度波,并通过改变Weyl点间距或调节磁场方向实现了这些奇特态之间的转变。
2025-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theoretical study of even denominator fractions in graphene: Fermi sea versus paired states of composite fermions
朗道能级的偶数分母分数填充状态的物理学依赖于库仑赝势,并在不同的GaAs朗道能级中产生复合费米子费米海、条纹相位,或者可能是成对的复合费米子状态。我们在这里考虑石墨烯中的偶数分母分数,其具有不同的赝势以及每个朗道能级的可能的四倍简并度。在n=0和$n=1$ Landau能级上,我们测试了各种复合费米子海波函数(全极化、SU(2)单线态、SU(4)单线态)以及成对复合费米子态,并预言:(i)成对态是不利的,(ii)CF费米子海在两个Landau能级上都出现,(iii)SU(4)单线态复合费米子海稳定在适当的极限。详细的微观计算结果与复合费米子平均场模型的预测基本一致。
2007-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Particle-hole symmetry for composite fermions: An emergent symmetry in the fractional quantum Hall effect
{ \em电子}的粒子-空穴(PH)对称性是电子哈密顿量在特定朗道能级上的精确对称性,它与复合费米子的形成之间的相互作用引起了人们的广泛关注。本文研究了分数量子霍尔效应中的一种涌现对称性,即{ \em复合费米子}的PH对称性,它与复合费米子填充因子$ν^*=n+\barν$和$ν^*=n+1-\barν$下的态有关,其中整数$n$是$Λ$能级指数,而$0\leq \barν\leq 1$是$0\leq \barν\leq 1$ .利用复合费米子微观理论的详细计算表明,对于低的$Λ$能级,(小$n$):(i)复合费米子粒子之间的两体相互作用除了一个常数的加性项和一个总的标度因子外,与相同$Λ$能级上的复合费米子空穴之间的相互作用非常相似;复合费米子的三体相互作用比两体相互作用小一个数量级。总之,这些结果意味着在低$Λ$水平的复合费米子的近似PH对称性,这也支持精确对角化研究和现有的实验。这种对称性与电子填充因子$ν={n+\barν\over 2(n+\barν)\pm 1}$和$ν={n+1-\barν\over 2(n+1-\barν)\pm 1}$的状态有关,在原始哈密顿量中不存在,它的存在完全归功于复合费米子的形成。随着$Λ$能级指数的增加,两体和三体赝势变得相当,但同时它们的幅度都减小,这表明当我们接近$ν=1/2$时,复合费米子之间的相互作用变得很弱。
2018-01-03 cond-mat.str-el
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
Numerical study of anisotropy in a composite Fermi liquid
本文用密度矩阵重整化群方法研究了强磁场中带质量各向异性的二维电子气。在最低朗道能级的半填充时,这样的系统是复合费米子的费米液体。通过测量这些复合费米子的费米面,我们确定了复合费米子色散的各向异性,$α_{CF}$,和原始各向异性$α_F$的费米子色散在零磁场之间的关系。对于电子通过库仑相互作用相互作用的系统,我们发现$α_{CF}=\sqrt{α_F}$在我们的数值精度范围内。在最近的实验中也同时发现了同样的结果。我们还展示了其他形式的电子-电子相互作用的结果;这使我们能够(a)将我们的程序与已知的精确结果进行基准测试,以及(b)表明各向异性之间的关系取决于相互作用的形式。
2017-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Emergent reflection symmetry from non-relativistic composite fermions
最近的一项实验研究[Pan等人,arXiv:1902.10262]已经表明分数量子霍尔效应带隙与最低朗道能级的粒子-空穴对称性基本一致。基于这一结果,我们从复合费米子平均场论的观点出发,研究了一个干净的二维电子系统。在这个简短的说明中,我们表明,虽然实验是明显的狄拉克复合费米子理论最近提出的儿子,它可以同样很好地解释的框架内的非相对论复合费米子,首先提出的Halperin,李和阅读。
2019-03-26 cond-mat.str-el
Composite Fermion Metals from Dyon Black Holes and S-Duality
我们提出四维反德西特时空中双子黑洞背景下的弦论是共形不变复合狄拉克费米子金属的全息对偶。利用S对偶映射,我们证明了该黑洞的热力学和输运性质与复合费米子金属的热力学和输运性质相匹配,表现出类费米子液体性质。在Dirac-Schwinger-Zwanziger量子化条件的基础上,我们证明了在SL(2,Z)的Gamma(2)子群轨道上给电黑洞接通磁荷等价于给组成费米子附加偶数个统计通量量子.在金属点处,统计磁通量与背景磁场联锁。通过对黑洞的内能的研究,我们为所提出的全息对偶找到了支持的证据,并对黑洞背景下的体费米子运动进行了探索。它们与复合费米子金属的基态能量在M-F近似下以及费米点附近组分或复合费米子激发的回旋运动有很好的一致性。
2010-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el gr-qc
Composite-Fermion Theory for Pseudogap, Fermi Arc, Hole Pocket, and Non-Fermi-Liquid of Underdoped Cuprate Superconductors
我们建议,扩展激子的概念掺杂莫特绝缘体提供了一个富有成效的洞察氧化铜超导体的挑战性问题。在我们的扩展中,新的费米子激发称为cofermion出现在广义激子。余费米子与常规准粒子杂化。然后,杂交间隙打开,并被确定为pseudogap中观察到的欠掺杂的铜酸盐。由此产生的费米面重建自然解释了一些不寻常的性质的欠掺杂的铜酸盐,如费米弧和/或口袋的形成。
2010-09-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Static and Dynamic Properties of Type-II Composite Fermion Wigner Crystals
复合费米子的维格纳晶体是复杂出射粒子的强关联态,因此它的明确检测将具有重要意义。最近在填充因子ν = 1/3附近观察到的光学共振被解释为复合费米子的钉扎维格纳晶体的证据[Zhu et al.,物理修订版信函105,126803(2010)]。我们评估在微观理论的剪切模量和磁声子和磁等离激元色散的复合费米子维格纳晶体附近的填充因子1/3,2/5,和3/7。我们确定的晶相的稳定区域,也涉及到其钉扎模式的频率,相应的电子晶体附近的整数填充。这些结果与实验符合得很好,因此支持复合费米子维格纳晶体的钉扎模式为光共振的鉴定。我们的计算也带来了一些令人困惑的功能,如一个相对较小的熔化温度的复合费米子维格纳晶体,也表明更高的不对称性之间的复合费米子粒子和空穴比实验观察到的维格纳晶体。
2011-06-10 cond-mat.str-el
Electron conductivity and second generation Composite Fermions
将复合费米子的电导张量与电子的关系推广到第二代复合费米子。结果表明,它在很大程度上依赖于陈-西蒙斯规范场的耦合矩阵。结果被施加到一个模型的相互作用复合费米子,可以解释在自旋极化和相应的最大值在最近的运输实验中观察到的电阻率的异常高原。
2006-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Possible Anti-Pfaffian Pairing of Composite Fermions in the Lowest Landau Level
我们预言,在$ν=3/8$处,由于携带四个量子化涡旋的完全自旋极化复合费米子的手征p波配对,很可能形成不可压缩的分数量子霍尔态,并且这种配对是反Pfiran类型的.可能的实验后果进行了讨论。
2012-07-09 cond-mat.str-el
Composite Bogoliubov Fermi liquid in a half-filled Chern band
Stanford University(斯坦福大学);Harvard University(哈佛大学)
研究在无外磁场的半填充电子能带中,发现复合费子可形成具有中性间隙的Bogoliubov费米液体,具有独特的物理性质和拓扑特性。
2026-01-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Critical particle-hole composites at twice the Fermi wave vector in U(1) spin liquid with a Fermi surface
在U(1)自旋液体中,我们发现了有限能量下的“{ \it手征对称性破缺}”,对应于具有2倍费米动量(2 $k_{F}$)的临界粒子-空穴复合态.我们基于Nambu-Eliashberg理论研究了这个费米面问题,其中引入了非对角配对自能来捕捉Aslamasov-Larkin顶点修正。这种方法与超导性的情况非常相似,其中粒子-粒子通道中的Aslamasov-Larkin量子校正是众所周知的超导不稳定性的原因,以优雅的方式表达为Nambu-Eliashberg理论。我们得到的配对自能,它消失在零能量,但显示相同的幂律依赖于频率的正常Eliashberg自能。因此,即使对自能修正也不会修改没有Nambu旋量表示的Eliashberg动力学,其中热力学由典型的$z = 3$标度自由能描述。我们讨论了反常自能与常规Eliashberg正常自能相同的物理含义,重点是热力学。
2010-10-15 cond-mat.str-el
Successive Phase Transitions from a Composite Fermion Liquid to a Fractional Quantum Hall State at ν=3/2 Driven by In-Plane Magnetic Field
International Center for Quantum Materials, School of Physics, Peking University(北京大学物理学院量子材料科学中心);Department of Electrical Engineering, Princeton University(普林斯顿大学电气工程系)
本文报道在超高迁移率GaAs量子阱中,面内磁场诱导ν=3/2偶数分母分数量子霍尔态,经历两次相变,展示通过k空间费米轮廓劈裂工程化拓扑序。
2026-09-10 cond-mat.str-el
Universality of long-wavelength behavior of composite-fermion Fermi liquid
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)
针对复合费米子费米液体长波长静态结构因子的分歧,本文用CF对角化改进波函数,未找到支持陈-西蒙斯场理论预测的对数修正证据,且发现小q行为具有普适性。
2026-08-21 cond-mat.str-el
Entanglement entropy of the $ν=1/2$ composite fermion non-Fermi liquid state
所谓的“非费米液体”行为在强关联系统中非常常见。然而,从“它不是什么”的角度对它的操作定义是理论上理解这种迷人的相关状态的主要障碍。近年来,纠缠熵作为研究非费米液体的理论工具引起了人们极大的兴趣。到目前为止,显式计算仅限于没有直接实验实现的模型。本文研究了在磁场和填充率$ν=1/2$作用下的二维电子流体,认为它是一种非费米液态。利用复合费米子(CF)波函数,利用变分蒙特卡罗技术和高效的并行算法,计算了$ν=1/2$态的第二类Rényi熵.我们发现纠缠熵的尺度为$L\log L$与边界$L$的长度,因为它没有自由费米子,虽然有一个前因子的两倍,自由费米子。我们将结果与理论结果进行了对比,并讨论了结果的影响。
2014-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunneling-driven breakdown of the 331 state and the emergent Pfaffian and composite Fermi liquid phases
我们研究了在最低朗道能级上产生摩尔-里德普费曼的可能性,当多组分Halperin 331态(被认为描述了填充因子为$ν=1/2$的量子霍尔双层和宽量子阱)被隧穿的增加所破坏时。使用精确对角化的双层哈密顿与短程和长程(库仑)相互作用在球形和周期性的矩形几何形状,我们建立隧道是一个扰动,驱动331状态到可压缩的复合费米液体,具有中间临界状态的可能性,具有一些性能的摩尔-里德Pfiran。这些结果解释在两个组件BCS模型与隧道约束的柯西配对。我们评论的条件施加在一个系统上的波动密度,以实现稳定的Pfavian阶段。
2010-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Composite fermions and quartets in the Fermi-Bose mixture with attractive interaction between fermions and bosons
本文考虑一类费米-玻色混合物模型,其中同种粒子之间存在强的硬核排斥,而不同种类粒子之间存在强的吸引。在这种情况下,除了$<b>$型、$<bb>$型和$<cc>$型的标准反常平均值之外,费米子和玻色子之间可能存在$bc$型的配对。这种配对对应于系统中复合费米子的产生。在低温和相同密度的费米子和玻色子复合费米子进一步配对的四重态。我们的研究对于高$T_c$超导体和最近在超低温下磁阱中弱束缚二聚体的观察是重要的。
2004-03-03 cond-mat.soft cond-mat.str-el
Density dependence of valley polarization energy for composite fermions
在宽AlAs量子阱中的二维电子系统中,填充因子$ν$ = 3/2附近的复合费米子是完全自旋极化的,但具有谷自由度.在这里,我们测量所需的能量完全谷这些复合费米子作为电子密度的函数。将我们的结果与现有的理论进行比较,我们发现总体上良好的定量一致性,但有一个意想不到的趋势:测量的复合费米子谷极化能量,归一化到库仑能量,随着密度的降低而降低。
2009-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Second Generation of Composite Fermions and the Self-Similarity of the Fractional Quantum Hall Effect
最近发展的相互作用复合费米子模型,用于研究不同的复合费米子相位。它们的相互作用势允许形成固体和新的量子液相,这被解释为第二代复合费米子,这可能是在不寻常的填充因子,如nu=4/11观察到的分数量子霍尔态的原因。投影的复合费米子动力学到一个单一的水平,参与相互作用的复合费米子的哈密顿量的推导,揭示了潜在的自相似性的模型。
2004-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Widely Tunable Quantum Phase Transition from Moore-Read to Composite Fermi Liquid in Bilayer Graphene
我们提出了一个建议,以实现一个广泛的可调和清洁的量子相变在双层石墨烯之间的两个典型的分数相的物质:摩尔-里德分数量子霍尔态和复合费米液态金属。这种转变可以在总填充物$ν=\pm 3+1/2$处实现,并且可以通过在宽范围的参数上调谐层间电偏置或垂直磁场值来可控地访问临界点。我们研究的过渡数值模型内,包含所有领先的单粒子修正双层石墨烯的能带结构,并包括之间的波动的$n=0$和$n=1$回旋轨道的第零朗道水平,以描绘最有利的参数区域,实验上访问这个非常规的临界点。我们还发现了一个新的各向异性无隙相稳定附近的$n=0/1$轨道的水平交叉的证据。
2020-09-22 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
A Highly Correlated Topological Bubble Phase of Composite Fermions
强相互作用和拓扑结构驱动各种各样的相关基态。其中一些最有趣的基态,如分数量子霍尔态和分数陈氏绝缘体,具有分数带电准粒子。这些阶段的相关性被电子和涡旋结合成称为复合费米子的新兴粒子所捕获。复合费米子准粒子是随机局域在高水平的无序,并可能表现出电荷秩序时,没有太多的混乱系统。然而,当复合费米子准粒子聚集成一个气泡,然后这些气泡在晶格上有序时,预测了更复杂的关联。这种高度关联的基态被称为复合费米子的气泡相。在这里,我们报告观察到的复合费米子的气泡相,证明了分数量子霍尔效应的再入。我们将这种再入与每个气泡有两个复合费米子准粒子的气泡相关联。我们的研究结果表明,存在一类新的强关联拓扑相驱动的集群和电荷有序涌现准粒子。
2023-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nematic quantum phase transition of composite Fermi liquids in half-filled Landau levels and their geometric response
本文提出了在半满朗道能级下复合费米液体中各向同性-非均匀量子相变的理论。我们表明,量子相变之间的各向同性和双相触发电子之间的吸引力的四极相互作用,在传统的费米液体的情况下。我们导出了基态和相变的理论。该理论基于通量附着过程,该过程将半满朗道能级中的电子液体映射到接近于相变的复合费米液体。我们表明,局域涨落的量子序参量作为一个有效的动力学度规相互作用与底层的陈-西蒙斯规范场与通量附件。Chern-Simons规范场的涨落和量子序参量的涨落都能破坏复合费米子准粒子,使系统进入非费米子液态。由于朗道阻尼效应,各向同性-向列相相变的有效场论具有$z = 3$动力学指数。我们发现,有一个Berry相型项,它支配的有效动力学的序参量波动,这可以被解释为一个非普遍的“霍尔粘度”的动力学度规。我们证明了有效场论有一个Wen-Zee型项。这两项都来源于陈-西蒙斯规范场的时间反演破缺涨落。我们提出了一个微扰计算的霍尔粘度,也表明,这一项也得到了一个沃德恒等式。我们表明,旋错的流体,携带电荷。我们表明,在射频电导率实验中观察到的共振可以解释为一个戈德斯通模式的晶格效应间隙。
2016-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Singularity in self-energy and composite fermion excitations of interacting electrons
我们提出复合费米子算符$f_{iσ}(2n_{i{\bar σ}}-1)$可以具有相干激发,其中$f_{iσ}$是相互作用电子的费米子算符,而$n_{i{\bar σ}}$是相反自旋的数算符。在双杂质Anderson模型中,发现这种复合费米子的激发在Kondo区有赝能隙,而在规则费米子$f_{iσ}$的激发有赝能隙的区有有限的谱权.在后一种情况下,发现$f_{iσ}$的自能在费米能附近是奇异的。我们认为,这种复合费米子可以开发一个费米表面与费米液体的行为,但“隐藏”的电荷激发的晶格推广。我们进一步说明,这种类型的激发是必不可少的,在解决赝隙态和非常规超导。
2013-02-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A Composite Fermion Approach to the Ultracold Dilute Fermi Gas
认为最近在强相互作用的超冷费米气体中观察到的费米液体与一个投影的费米气体有着密切的联系。这个结论是通过构造一组Jastrow波函数得出的,遵循Tan对物理希尔伯特空间结构的观察[Annals of Physics 323,2952(2008)]。杰斯特罗投影只是在BCS和费米气体波函数上实现了贝特-佩尔斯条件。这个过程提供了一个简单的图片出现的费米极化子作为复合费米子在正常状态下的高度极化的气体。它还表明,投影BCS波函数可以写为一个凝聚的复合费米子(或费米极化子)对。导出了复合费米子的哈密顿量。在平均场理论中,它表明,该哈密顿量的基态和激发是那些非相互作用的费米气体,虽然他们描述的Jastrow-Slater波函数。
2010-05-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech 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
Composite fermions in bands with N-fold rotational symmetry
研究了二维电子系统量子霍尔区中具有离散旋转对称性$C_N$(其中$N\ge 2$)的能带各向异性效应。本文主要研究了朗道能级半充满时的复合费米液体。我们发现,转移到复合费米子的各向异性的幅度非常迅速地减少与$N$。我们证明了这一点,通过执行密度矩阵归一化组计算的CFL,并比较复合费米子费米轮廓的各向异性与(非相互作用)的电子费米轮廓在零磁场。我们还表明,有效的电子之间的相互作用后,投射到一个单一的朗道水平的各向异性比带少得多,这一事实并不依赖于填充,从而对其他量子霍尔态的影响。我们的研究结果证实了实验观察到的各向异性带与扭曲的费米轮廓,其中唯一可检测到的复合费米轮廓的影响是一个椭圆变形($N = 2$)。
2017-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph