Partial filled Landau Level at even denominator, a vortex metal with Berry phase
我们发展了部分填充朗道能级的涡旋金属理论，在$ν=\frac{1}{2n}$中，它的基态包含一个由电子涡旋形成的复合费米面。在投影朗道能级极限下，复合费米面包含$\frac{-π}{n}$ Berry相.这种分数Berry相位是LL投影的结果，LL投影产生GMP引导中心代数并修饰涡旋金属的运动方程的异常速度。此外，我们研究了一个粒子-空穴对称双层系统与$ν_1=\frac{1}{2n}$和$ν_2=1-\frac{1}{2n}$在每一层，并证明，$\frac{-π}{n}$ Berry相的复合费米面导致抑制$2k_f$背散射的PH伙伴双层，这可能是一个吸烟枪检测分数Berry相。我们还提到了在这种双层系统中的各种不稳定性和竞争秩序，包括由量子临界驱动的$Z_{4n}$拓扑秩序相。
2017-11-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-th
Does a Fermi liquid on a half-filled Landau level have Pomeranchuk instabilities?
本文提出了半填充朗道能级的费米面自发形变理论（填充因子形式为$ν=2n+1/2$）。我们假设半满的水平是在一个可压缩的，费米液体状态与圆形费米表面。朗道能级投影通过修改的有效电子-电子相互作用被合并，并且在Hartree-Fock近似内描述所得到的能带结构。我们在理论中调节了红外发散，并探测了费米面通过Pomeranchuk不稳定性变形的内在趋势。我们发现，相应的磁化率从来没有发散，虽然系统是渐近不稳定的$n \to \infty$限制。
2009-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Phases in Partially Filled Landau Levels
我们比较不同的电子固体，如气泡晶体与三角形和正方形对称性和条纹相，在部分填充的中间朗道水平的相关量子液体的能量。当改变最顶部部分填充的朗道能级的填充时，这些相之间的多个跃迁解释了所观察到的整数量子霍尔效应的再进入。的相变被确定为一阶。这导致了各种可测量的现象，例如在朗道能级填充因子范围$4.15 < nu < 4.26$内Wigner晶体和双电子泡相之间的相共存，这是最近在微波辐照下的输运测量中观察到的。
2004-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Paired states in half-filled Landau levels
我们讨论了单层和双层量子霍尔系统，其中每一层都是半填充的朗道能级（LL）系统。在平均场近似的儿子的形式主义，有一个共同的配对结构，强调配对的基态在两个系统的可能性。我们认为，在（粒子-空穴对称的）单层半填充LL中的粒子-空穴（PH）Pff态，以及在PH对称双层（每层都是半填充LL）中的类似态，都可以看作是{ \em临界态}，即PH对称下不能描述相的态.我们指出，包括一个PH对称性破缺（如LL混合）可能会稳定的PH Pfdichan在一个单层。在双层的情况下，在球体上的数值实验中，通过选择PH对称位移，我们可以稳定层间相关的（111）激子态或临界态，对于层间的任何距离，但一般来说，在没有偏压的情况下，双层的演化包括其他相。
2017-06-24 cond-mat.str-el
Graviton Chirality and Topological Order in the Half-filled Landau Level
朗道能级（LL）填充因子为5/2的分数量子霍尔态非常有趣，因为它可能是第一个非阿贝尔态，但经过数十年的研究，其确切性质仍不清楚。我们证明，这可以解决通过研究其引力子激发的手征性，使用圆偏振拉曼散射。我们讨论了这种散装探针的优势，现有的边缘探针。
2021-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Hall Phase Diagram of Second Landau-level Half-filled Bilayers: Abelian versus Non-Abelian States
利用精确对角化方法，研究了半填充双层系统在第二朗道能级下的量子霍尔相图随隧穿和层间距的变化。我们作出了惊人的预测，双层结构将表现出不可压缩的分数量子霍尔效应（量子霍尔效应）的两个不同的分支，对应于阿贝尔331状态（在中等到低的隧道和大的层间距）和非阿贝尔Pfenian状态（在大的隧道和小的层间距）。对这两个分支的观测以及它们之间的量子相变将是支持在第二朗道能级存在非阿贝尔Pfronian态的有力证据。
2009-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
On the ground state of a completely filled lowest Landau level in two dimensions
有一种被广泛接受的观点，认为二维电子系统在完全填充的最低朗道能级（填充因子$ν=1$）下的多体基态可以用所谓的Hartree-Fock波函数来描述，并且这种解是系统在$ν=1$下唯一的、精确的本征态。本文证明了这种观点是错误的，构造了无限多个其它变分多体波函数，并讨论了能量远低于Hartree-Fock态能量的几个态的性质。
2000-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A non-Abelian fractional quantum Hall state at $3/7$ filled Landau level
我们考虑了一个填充因子为$ν=3/7$的非阿贝尔候选态，它属于部分子族。我们发现，在第二朗道水平的GaAs（即在填充因子$ν=2+3/7$），这种状态是积极优于标准的Jain复合费米子状态，也提供了一个很好的表示有限系统的精确对角化研究中发现的基态。这使我们预测在第二朗道能级的$ν=3/7$上观察到一种分数量子霍尔效应\emph{if}，它很可能是用这种新的非阿贝尔态来描述的。我们列举实验可测量的属性，可以验证这种状态的拓扑结构。
2020-08-12 cond-mat.str-el
Electromagnetic response of composite Dirac fermions in the half-filled Landau level
复合狄拉克费米子的有效场论由Son [Phys. Rev. X 5，031027（2015）]提出，作为具有显式粒子-空穴对称性的半填充朗道能级的理论。我们计算的电磁响应的随机相位近似（RPA），在那里我们特别注意的一个额外的复合费米子偶极项，需要恢复伽利略不变性的水平上的这个儿子-狄拉克理论。我们发现，一旦考虑到这种偶极校正，虚假的带间跃迁和集体模式，存在于未修改的理论的响应中，要么取消或强烈抑制。我们证明，这产生了一个一致的理论的半满朗道水平有效的在所有频率，至少领先的顺序的动量。此外，偶极贡献在小频率和动量下修改了费米液体响应，这是RPA中的Son-Dirac理论的预测，将其与RPA中Halperin，Lee和Read对半满朗道能级的单独描述区分开来。
2021-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Emergent Many-Body Translational Symmetries of Abelian and Non-Abelian Fractionally Filled Topological Insulators
分数填充相互作用拓扑绝缘体的能量谱和纠缠谱表现出一种特殊的流形，低能态与高能杂散态被能隙隔开。在目前的手稿中，我们表明，在分数填充陈氏绝缘体的情况下，在系统中发展的多体状态的拓扑信息驻留在这个低能量的流形。我们确定了一个新兴的多体平移对称，使我们能够分离准退化的质量质心动量部门的国家。在一个质心扇区内，状态可以进一步分类为一组涌现的（在热力学极限下）多体相对平移算子的本征态。我们解析地建立了圆环面上分数量子霍尔效应的二维布里渊区和分数陈氏绝缘体的二维布里渊区之间的映射。我们表明，计数的准简并水平低于分数陈绝缘体的间隙应引起的分数量子霍尔系统中的状态在相同的填充因子的折叠。我们展示了如何计数和分离的分数量子霍尔效应到二维布里渊区动量扇区的Laughlin，摩尔-里德和Read-Rezayi系列的激发，然后如何将这些映射到分数陈氏绝缘体的动量扇区。我们在数值上检查我们的结果，显示在工作中的Laughlin，摩尔读取和读取Rezayi国家的棋盘模型的陈省身绝缘体的紧急对称性，从而也表明，作为一个证明的原则，非阿贝尔分数陈省身绝缘体的存在。
2013-02-01 cond-mat.str-el
Experimental determination of the energy per particle in partially filled Landau levels
我们描述了一种实验技术来测量化学势，$μ$，在原子级薄的层状材料具有高灵敏度和静态极限。我们将该技术应用于高质量的石墨烯单层，以绘制出$μ$在高磁场下在N=0和N=1朗道能级上的载流子密度的演化。通过积分$μ$对填充因子$ν$，我们得到了每个粒子的基态能量，它可以直接与数值计算进行比较。在N=0的朗道水平，我们的数据显示异常协议的数值计算在整个朗道水平没有可调的参数，只要屏蔽的库仑相互作用的填充朗道水平占。在N=1朗道水平，实验和数值数据之间的比较揭示了谷各向异性相互作用的重要性和存在的谷纹理电子固体附近的奇数填充。
2020-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Role of disorder in half-filled high Landau levels
利用精确数值对角化方法研究了半满高朗道能级中无序对量子霍尔条纹相的影响。我们表明，在弱无序的存在下，一个可压缩的，条纹电荷密度波，成为真正的基态。投影的电子密度分布类似于近晶状液体。随着无序强度W的增加，我们发现存在一个临界值，W_c \sim 0.12 e^2/εl，在此临界值处发生了向各向同性相的转变/交叉，并伴随着强烈的局域电子密度涨落。多体态密度在这两个阶段是定性区分，并帮助阐明过渡的性质。
2002-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnon Landau levels and emergent supersymmetry in strained antiferromagnets
非均匀应变作用于格点系统，可以使在格点上运动的粒子产生人工规范场。在这里，我们将展示如何设计一种新的物质状态，即具有朗道能级激发谱的磁振子的反铁磁体。我们考虑蜂窝格点海森堡模型，并表明，三轴应变导致等间距的伪朗道水平在上端的磁振子谱，与退化的紧急超对称性的特点。我们还提出了一个特殊的应变协议，诱导完全量子化磁振子朗道能级在整个带宽。我们讨论实验实现和推广。
2019-09-05 cond-mat.str-el
Specific heat and pairing of Dirac composite fermions in the half-filled Landau level
最近的一个提议认为，半满朗道能级的另一种描述是无质量狄拉克费米子理论。与我们之前的计算不同，我们通过数值求解{ \em耦合} Eliashberg方程来检查这些狄拉克费米子配对的可能性[Wang and Chakravarty，Phys. Rev. B { \bf 94}，165138（2016）]。此外，根据沃德恒等式计算出的顶点修正为零。我们发现，配对是可能的，在非零角动量通道，唯一的区别是轻微的数值位移。如前所述，配对导致有间隙的Pfronan和反Pfronan状态。然而，在我们的近似方案中，配对是不可能的，在假定的粒子-空穴对称态的$\ell=0$角动量。本文计算了与半满朗道能级有关的无质量狄拉克费米子与横向规范场相互作用系统的低温比热。利用Luttinger公式，在低温极限下，由于横向规范玻色子的交换，发现了$\propto T\ln T$。结果与Halperin，Lee和Read的半满朗道能级的非相对论复合费米子理论中的相应结果一致。
2018-08-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dipole representation of half-filled Landau level
本研究提出半填充朗道能级中考虑粒子-空穴交换对称性的复合费米子偶极表示变体，构造满足约束与费米能级boost不变性的有效哈密顿量，所得费米液体参数F2与已有数值结果吻合良好。
2023-02-06 cond-mat.mes-hall 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
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
Phase diagram of compressible and paired states in the quarter-filled Landau level
本文提出用 Monte Carlo 采样计算 Haldane 赝势试探能量，揭示四分之一填充最低朗道能级中 anti-Pfaffian 等配对态的稳定条件及其与双层石墨烯实验的联系。
2025-01-08 cond-mat.str-el
Quantum Hall Phase Diagram of Half-filled Bilayers in the Lowest and the Second Orbital Landau Levels: Abelian versus Non-Abelian Incompressible Fractional Quantum Hall States
我们研究了半填充双层结构中最低两个朗道能级中分数量子霍尔效应（Fractional quantum Hall effect，FQHE）的量子相图，它是隧穿强度和层间距的函数，即，我们重新审视最低朗道能级填充因子1/2双层问题并做出涉及半填充的第二朗道能级中的双层的新预测（即，填充因子5/2）。使用数值精确对角化，我们调查的重要问题，这个系统是否支持由非阿贝尔摩尔-里德Pfweian状态描述的强隧穿制度的一个非对称性。在最低的朗道水平，我们发现，虽然在原则上，增加（递减）隧穿强度（层分离）可以导致从阿贝尔双组分Halperin 331到非阿贝尔单组分Moore-Read Pfperin状态的转变，在朗道能级最低的Pfronan区域，OHE激发能隙相对较小--我们建立了迄今为止观察到的所有OHE态的一半--填充的最低朗道能级双层最可能由阿贝尔Halperin 331状态描述。在第二个朗道水平，我们作出预测，双层结构将表现出两个不同的分支不可压缩的ECOHE对应的阿贝尔331状态（在中等到低的隧道和大的层分离）和非阿贝尔摩尔-里德Pfavian状态（在大隧道和小的层分离）。这两个分支的观测和它们之间可能的量子相变将是令人信服的证据，支持在第二朗道能级的非阿贝尔Moore-Read Pfronan状态的存在。我们讨论我们的结果在现有的实验和理论工作的背景下。
2010-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Identifying the topological order of quantized half-filled Landau levels through their daughter states
本文证明半填充朗道能级的热霍尔电导所对应的马约拉纳边缘模式整数可由其上、下方涌现的阿贝尔分数量子霍尔态序列组合唯一确定，并通过层级与复合费米子方法揭示了复合费米子对形成的玻色整数量子霍尔态的关键作用。
2024-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A Solvable Model in the Half-filled Landau Level
Stockholm University（斯德哥尔摩大学）
本文提出半填充朗道能级中相互作用电子的可解微观模型，将环面精确解推广至二维体情况，低能部分为空间交错的一维费米偶极子系统，费米能级态密度符合二维费米气体特征。
2026-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Composite fermion duality for half-filled multicomponent Landau Levels
我们研究了多组分半填充朗道能级中粒子-空穴对称性和费米子-涡旋二象性的相互作用，如量子霍尔砷化镓双层膜和石墨烯。对于$ν{=}1/2{+}1/2$双层，我们表明，粒子-空穴对称层间库珀配对的复合费米子导致精确相同的相位的电子激子凝聚体在实验中实现。通过将最近的狄拉克费米子公式$ν{=}1/2$应用于两个分量，这种等价性很容易理解。它也可以用Halperin-Lee-Read复合费米子进行层间$p_x{+}ip_y$配对来描述。RG分析表明，在大间距$d\rightarrow \infty$层间配对的强烈不稳定性表明，两个初始去耦的复合费米液体可以顺利地调整到传统的双层激子凝聚体，而不会遇到相变。我们还讨论了与石墨烯相关的多组分系统，推导出相关的相位，包括一个$Z_2$规范理论与自旋半介子，并认为在完全SU $(N_f)$味对称性下，当组分$N_f$的数量是偶数时，可以强制无间隙。
2016-09-27 cond-mat.str-el
Broken-Symmetry States of Dirac Fermions in Graphene with A Partially Filled High Landau Level
本文对石墨烯中N=3朗道能级的狄拉克费米子进行了数值研究。在半填充时，等时密度-密度关联函数在非零波矢$\pm {\bf q^{*}}$处显示出尖峰。有限尺寸标度表明峰值随电子数的增加而增加，并在热力学极限下发散，这表明电荷密度波不稳定。在较大的系统尺寸范围内，系统形成对称性破缺条纹相位，对无序散射的扰动具有鲁棒性。这样的量子相位是通过传输测量实验观察到的。与特殊的波函数的狄拉克LL，条纹和气泡相成为可能的候选人的基态的狄拉克费米子在石墨烯中具有较低的填充因子在N=3 LL。
2008-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Berry phase and model wavefunction in the half-filled Landau Level
我们构造模型波函数的半满朗道水平参数化的“复合费米子占据数配置”在一个二维动量空间，对应于一个费米海与粒子空穴激发。当这些对应于一个弱激发的费米海，他们有很大的重叠与精确对角化的最低朗道级电子相互作用的库仑相互作用，使精确的状态被确定与准粒子配置所获得的波函数。然后，我们制定了一个多体版本的单粒子Berry相的绝热运输的一个单一的准粒子周围的路径在动量空间中，并评估它使用一个序列的确切的本征态中，一个单一的准粒子移动增量。在这个公式中，标准的自由粒子结构在“连续布洛赫波函数的周期部分”之间的重叠被重新解释为完整布洛赫态之间的“动量提升”算子的矩阵元素，这成为多体背景下的Girvin-MacDonald-Platzman密度算子的矩阵元素。这使得计算的Berry相位的一个单一的复合费米子周围的费米表面的运输。除了由密度算子贡献的相位外，我们还发现了这个过程的相位正好是$π$。
2017-11-21 cond-mat.str-el
Enhancement of Coulomb drag away from half filled Landau levels
在高磁场下，测量了两种不同层间距的平行二维电子气之间的库仑阻力。当层填充因子偏离nu=1/2时，我们发现阻力的大小随着Delta nu = nu - 1/2而二次增强，并且增强的曲率对Delta nu的符号和层之间的间距都不敏感。我们的研究结果表明，增强是由于非微扰层间相关性。
1999-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Two-Component Fractional Quantum Hall Effect in the Half-Filled Lowest Landau Level in an Asymmetric Wide Quantum Well
本文从理论上研究了非对称宽量子阱中最低朗道能级半填充时的分数量子霍尔效应。可以通过在阱的两侧之间施加电势偏置来实现不对称性。在精确对角化计算的球面几何中，我们发现，不可压缩状态描述的两个组件的波函数。它与基态的重叠可以在赝自旋空间中的旋转的帮助下进行优化，赝自旋模拟了最低的两个电子子带。
2014-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Half-filled 2D bilayers in a strong magnetic field: Revisiting the $ν=1/2$ fractional quantum Hall effect
我们研究了半填充双层结构中最低朗道能级的分数量子霍尔效应的量子相图，它是隧穿强度和层间距的函数。使用数值精确对角化，我们调查的重要问题，该系统是否支持一个分数量子霍尔效应描述的非阿贝尔的摩尔-里德Pfronan状态在强隧穿制度。我们发现，虽然这在原则上是可能的，这是不可能的，非阿贝尔的EZHE存在于最低的朗道水平。我们建立了迄今为止观察到的所有半满最低朗道能级双层中的OHE态最有可能由阿贝尔Halperin 331态描述。
2009-10-22 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
Pairing of particle-hole symmetric composite fermions in half-filled Landau level
在最近提出的半满朗道能级中，复合费米子被认为是狄拉克粒子和粒子-空穴对称的。这些复合费米子在不同的角动量通道中的库珀配对，$\ell$，可以产生不同种类的费米子态。除了已知的Moore-Read Pfronan态和反Pfronan态外，还提出了一种新的粒子-空穴对称Pfronan态，对应于$s-$波配对通道.然而，可能的潜在配对机制根本不清楚。在这项工作中，我们提供了一个特定的配对机制，实现这些Pfweian状态。我们发现，可以有非零配对的角动量通道$|\ell|\ge 1$依赖于一个耦合常数的大小。在角动量通道$|\ell|\ge 1$中，当耦合常数调谐到临界点附近时，存在从狄拉克复合费米液态到库珀配对态的量子相变.令人惊讶的是，粒子-空穴对称的$\ell=0$通道配对被证明是不可能的，不管耦合常数的大小。
2016-10-03 cond-mat.str-el
Broken symmetries and excitation spectra of interacting electrons in partially filled Landau levels
本研究利用扫描隧道显微镜光谱技术，测量了石墨烯部分填充零朗道能级中电子波函数的谷极化与激发谱，量化了Haldane赝势强度，并证明分数量子霍尔相基于持续存在的对称性破缺态。
2023-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Emergent Fracton Hydrodynamics of Ultracold Atoms in Partially Filled Landau Levels
本研究针对部分填充最低 Landau 能级的超冷原子，揭示投影有效 Hamiltonian 诱导的电荷与偶极矩涌现守恒，从而产生亚扩散 fracton 流体动力学，并提出实验观测方案。
2025-06-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
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
Weiss oscillations and particle-hole symmetry at the half-filled Landau level
二维电子气最低朗道能级的粒子-空穴对称性要求霍尔电导率在半填充时等于$\pm e^2/2h$。利用Son提出的Dirac复合费米子理论，研究了在周期性一维静电势作用下，弱破缺的粒子-空穴对称性对磁电阻半填充振荡的影响.在固定的电子密度，振荡的最小值是不对称的偏向较高的磁场，而在固定的磁场，振荡发生对称的电子密度变化约半填充。我们发现一个近似的“总和规则”遵守所有对振荡极小值，可以在实验中进行测试。Halperin、Lee和Read（1997）的复合费米子理论的磁阻振荡极小值的位置与其粒子-空穴共轭的位置完全一致。在目前的实验分辨率内，狄拉克复合费米子产生的振荡最小值的位置与HLR的位置一致。这些结果可能表明，所有三个复合费米子理论描述了相同的长波长物理。
2017-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Fermi hypernetted-chain study of half-filled Landau levels with broken rotational symmetry
我们研究了价态朗道能级（LL）半满时的旋转对称破缺态。我们概括Rezayi-Read（RR）复合费米子（CF）试验波函数，包括各向异性耦合的通量量子的电子，从而产生一个在底层CF液体的一个双阶。使用费米超网链（FHNC）方法，很容易给出结果的热力学极限，我们确定这些状态的详细属性。通过使用各向异性对分布和静态结构函数，我们确定的相关能，并发现，正如预期的那样，RR的状态是稳定的最低的LL，而BRS状态可能会发生在半填充较高的LL，与最近发现的量子霍尔液晶的可能连接。
2001-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.str-el
Dirac Fermions with Competing Orders: Non-Landau Transition with Emergent Symmetry
我们考虑一个$2+1$维狄拉克费米子模型，它具有动态生成的反对易SO（3）Néel和Z $_2$ Kekulé质量项，允许无符号量子蒙特卡罗模拟.相图是从有限尺寸标度得到的，包括Néel相和Kekulé相之间的直接和连续的过渡。费米子在跃迁过程中仍然是带隙的，我们的数据支持一个突现的SO（4）对称性统一了两个序参量。虽然我们模型的裸对称性不允许在凯库勒质量中存在携带自旋的Z $_3$涡旋，但涌现的SO（4）不变性允许用去限制的量子临界性来解释跃迁。相图还具有Néel、Kekulé和半金属相相遇的三临界点。目前，无符号的方法可以推广到各种其他质量条款，从而提供了一个新的框架来研究奇异的临界现象。
2017-10-20 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Half-filled Landau levels: a continuum and sign-free regularization for 3D quantum critical points
我们探索了一种调节2+1D量子临界点的方法，其中紫外截止由磁场中粒子的有限态密度提供，而不是由晶格提供。这样的朗道量子化允许在任意流形上进行数值计算，如球体，而不会引入晶格缺陷。特别地，当用$N=4$电子味半填充朗道能级时，在味空间中适当的相互作用各向异性，我们得到了一个具有拓扑项的O（5）非线性σ模型的全连续正则化，它已被证明流向一个去限制的量子临界点.我们证明了这个模型可以用无限密度矩阵重整化群计算和无符号行列式量子蒙特卡罗方法求解。DMRG计算根据非线性西格玛模型的刚度估计O（5）向量算子的标度维度在范围$Δ_V \sim 0.55 - 0.7$内。未来的蒙特卡罗模拟将需要确定这种依赖性是否是一个有限尺寸的影响或进一步的证据弱一阶过渡。
2018-09-28 cond-mat.str-el
Beyond the random phase approximation in the Singwi-Sjölander theory of the half-filled Landau level
本文研究了$ν=1/2$ Chern-Simons系统，并考虑了超越随机相位近似（RPA）的Singwi-Sjölander型自洽场论。通过考虑纵向动量算符的海森堡运动方程，我们能够证明零频率密度-密度响应函数在长波极限下线性消失，与任何近似无关。从这个分析中，我们得到了一个一致性条件的解耦的等时间密度-密度和密度-动量关联函数。利用Wigner分布函数的Heisenberg运动方程，在满足这一一致性条件的前提下，对关联函数进行解耦，计算了$ν=1/2$系统的响应函数.在我们的方案中，我们得到了一个密度-密度响应函数，在长波长极限下，零频率时，该函数在库仑情况下线性消失。此外，我们还导出了压缩性、朗道能和库仑能。这些能量是更好的协议，数值和精确的结果，分别比RPA中计算的能量。
2001-09-10 cond-mat.str-el
Half-filled Landau level, topological insulator surfaces, and three dimensional quantum spin liquids
我们综合和部分回顾了最近的发展，在二维半填充朗道能级的物理相关的表面态的拓扑绝缘体在三维。后者又与某些三维量子自旋液体态的物理学有关。由此产生的见解提供了一个有趣的答案，如何在复合费米子液体中实现粒子-空穴对称性的老问题。具体地说，填充$ν= \frac{1}{2}$时的金属态--最初由Halperin、Lee和Read在开创性工作中描述为复合费米子的液体--最近由Son提出，用与先前文献中不同的粒子-空穴对称有效场论来描述。我们展示了如何关系到拓扑绝缘体表面状态导致物理理解的正确性，这一建议。我们开发了一个简单的图片的粒子-空穴对称复合费米子通过修改旧的图片作为电中性的“偶极”粒子。我们重新审视复合费米液体的现象学（有或没有粒子-空穴对称性），并表明它们的热/电输运显着违反了传统的Wiedemann-Franz定律，但满足修改后的。我们还讨论了这些见解的影响，寻找相关的拓扑绝缘体表面的物理实现。
2015-10-07 cond-mat.str-el
Pairing in half-filled Landau level
通过求解具有全频率依赖的电流-电流相互作用的BCS带隙方程，重新研究了半满朗道能级中复合费米子的配对。结果表明，在短程接触相互作用下，从Halperin-Lee-Read态到手性奇角动量库珀对态可以发生\emph{continuous}跃迁.这与先前建立的一级配对转变的结论不一致，在该结论中，低频有效相互作用被假定为整个频率范围。我们发现，即使低频有效相互作用是排斥的，它是由高频政权，这是吸引力的补偿。我们构造的相图表明，$\ell=1$角动量通道与高角动量$\ell\ge 3$有很大的不同。值得注意的是，全频率相关的分析应用到双层霍尔系统与总填充分数$ν=\frac{1}{2}+\frac{1}{2}$从以前建立的结果，但不定性定量改变。
2014-08-28 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hypernetted-chain study of broken rotational symmetry states for the $\bmν$ = 1/3 fractional quantum Hall effect and other fractionally filled Landau levels
研究了分数量子霍尔效应在1/3填充朗道能级时的旋转对称破缺态。Musaelian和Joynt最近的Monte Carlo计算[J. Phys.：康登斯。Matter { \bf 8}，L105（1996）]表明，对于某一临界有限厚度值，Laughlin态变得不稳定，变为BRS态。我们通过执行超网链计算来详细研究这种状态的性质，该计算给出了热力学极限的结果，补充了其他限于有限数量粒子的方法。我们的研究结果表明，虽然劳克林的状态是稳定的，在最低的LL，在较高的LL的BRS不稳定性发生，也许表明没有在较高的LL的部分填充物中的BROHE。新发现的液晶相在更高的LLS可能的连接进行了讨论。
2001-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Microwave resonances of the bubble phases in 1/4 and 3/4 filled higher Landau levels
我们测量了一个双迁移率二维电子系统在微波区的对角电导率。当nu > 4，最高朗道能级的部分填充nu^* 约为1/4或3/4，温度< 0.1 K时，我们发现Re[ sigma_{xx} ]随频率的变化具有明显的共振.共振出现在nu^* 从0.20到0.37的范围内，也出现在从0.62到0.82的范围内。当接近nu^* = 1/2时，峰值频率f_{pk}从~ 500变化到~ 150。f_{pk}的该范围显示出不依赖于nu，其中观察到共振。谐振的品质因数Q在~ nu^* = 0.25和0.74时最大。我们解释的共振由于钉扎模式的气泡相晶体。
2002-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The half-filled Landau level: the case for Dirac composite fermions
分数量子霍尔效应中最引人注目的实验发现之一是当电子密度接近磁通量量子密度（$ν= 1/2$）的一半时，费米面出现的证据。Halperin、Lee和Read（李）的开创性工作首先预测，在$ν= 1/2$中，复合费米子--一个电子和一对涡旋的束缚态--经历零净磁场，并可以形成一种具有出射费米表面的“复合费米液体”。在本文中，我们使用无限圆柱DMRG提供了令人信服的数值证据证明存在一个费米海的复合费米子的现实之间的相互作用在$ν= 1/2$的电子。此外，我们表明，该状态是粒子-空穴对称的，在相反的结构的量子阱。相反，如果复合费米子是有限密度的无质量狄拉克粒子，类似于3D拓扑绝缘体的表面态，我们的发现是一致的。利用这个类比，我们设计了一个数值试验，并成功地观察到狄拉克粒子的$2k_F$后向散射特性的抑制。
2015-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Composite fermion Hall conductivity and the half-filled Landau level
我们在Halperin，Lee，and Read的理论中考虑了复合费米子的霍尔电导率。我们提出了一个完全量子力学的数值计算表明，在适当的条件下，在淬火无序的存在下，粒子-空穴对称的直流电霍尔响应的理论表现出。值得注意的是，即使在费米波长量级的无序范围内，量子场论的这种响应仍然是稳健的。我们发现，偏离粒子-空穴对称响应可以出现在交流霍尔电导率在频率足够大的逆系统的大小相比。我们的结果与Wang等人最近的半经典分析一致，Phys. Rev. X 7，031029（2017），并补充了基于Kumar等人的完全量子力学模型的论点，Phys. Rev. B 98，11505（2018）。这些结果提供了进一步的证据，证明量子场论与突现粒子-空穴对称性是相容的。
2018-10-24 cond-mat.str-el
Composite-fermion pairing at half and quarter filled lowest Landau level
该研究采用类BCS的复合费米子配对变分框架，解释了半填充、四分之一填充最低朗道能级下宽量子阱中分数量子霍尔态的起源，验证了复合费米子配对是偶分母填充因子分数量子霍尔效应的机制。
2023-11-11 cond-mat.str-el
Almost linear Haldane pseudopotentials and emergent conformal block wave-functions in a Landau level
本文考虑一个二维粒子在朗道能级上相互作用的模型。我们工作在一个有限的磁盘几何形状和采取的粒子相互作用的线性下降的两体Halfton赝势。我们表明，该模型的基态子空间是由波函数，可以写为多项式共形块（任意共形场论）符合填充分数（标度维数）。为了消除退化，我们然后添加一个二次扰动的哈密顿量，并表明; 1。共形块构造使用摩尔-阅读建设（如劳克林，Pfalanan，并读取Rezayi状态）保持精确的本征态的热力学极限和2。通过调节外部施加的单体$-L_z^2$势，我们可以强制Moore-Read共形块成为该模型在热力学极限下的精确基态。我们不能排除在这个极限下残余简并的可能性。该模型没有填充依赖性，仅由两体长程相互作用和外部单体势组成。我们的研究结果提供了深入了解如何共形块波函数可以出现在朗道水平。
2019-04-03 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Anomalous Landau Levels in Inhomogeneous Fluxes and Emergent Supersymmetry
研究磁场下二维系统中奇异平带在非均匀通量下的反常朗道能级，揭示通量非均匀性可操控能级，并发现零能坍缩处的涌现超对称性，为拓扑与电荷有序相提供新途径。
2025-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.other 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
Competition of Pairing and Nematicity in the Two-Dimensional Electron Gas
垂直磁场作用下的二维电子气由于其丰富的相图，一直是人们研究的热点。在这个系统中，一个特别有趣的问题是半满朗道能级，其中复合费米子的费米海，由复合费米子的配对不稳定性引起的分数量子霍尔态，以及量子霍尔跃迁分别在半满$N=0$，$N=1$和$N \geq 2$朗道能级中观察到。因此，不同的基态发展在不同的半满朗道能级。这种情况最近发生了变化，当在半满的$N=1$朗道能级中报道了成对分数量子霍尔态和量子霍尔跃迁的证据时。此外，还发现了这两种有序态之间的直接量子相变，这些结果突出了在低无序环境中，对向列性和对向列性之间的密切联系，这是当前几个强关联系统中的一个热门话题。
2020-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
A Particle-Hole-Symmetric Model for a Paired Fractional Quantum Hall State in a Half-filled Landau Level
在第二朗道能级半填充处观察到的分数量子霍尔效应（FQHE）被认为是由摩尔-里德普法菲波函数捕获的一对复合费米子引起的。摩尔-里德普费曼的生成哈密顿量是一个纯粹的三体模型，它打破了粒子-空穴对称性，并且缺乏其他属性，例如从物理模型中预期的主要两体排斥相互作用。我们利用精确对角化方法研究了一个由三体模型导出的更符合物理的两体发电机模型的低能态。我们发现，两体模型表现出预期的摩尔-里德Pfidian的基本特征：配对，非阿贝尔任意子激发，和中性费米子模式。该模型还满足预期的约束条件的物理模型的ECOHE在半填充，因为它是：短程，空间衰减，粒子-空穴对称，并支持一个旋转模式与强大的光谱间隙在热力学极限。因此，这个两体模型提供了一个桥梁之间的人工三体发电机模型的配对状态和物理库仑相互作用，并可用于进一步探索的非阿贝尔物理的性质在ENUHE。
2019-02-01 cond-mat.str-el
Topological magnon band structure of emergent Landau levels in a skyrmion lattice
自旋激发在拓扑非平凡磁序上的运动表现出类似于洛伦兹力对轨道磁场中带电粒子的影响的偏转。我们使用极化非弹性中子散射来研究磁振子的传播（即，玻色子集体自旋激发）。对于垂直于斯基尔米恩管的波矢，磁振子谱与精细间隔的出射朗道能级的形成是一致的，朗道能级是用于解释斯基尔米恩晶格的非平凡拓扑缠绕的虚构磁场的特征。这为倒易空间中的拓扑磁振子能带结构提供了证据，而这种结构是由磁序的非平凡实空间拓扑所证实的。
2022-03-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermoelectric transport signatures of Dirac composite fermions in the half-filled Landau level
半充满的朗道能级被认为是近似粒子-空穴对称的，这需要扩展在这种填充下观察到的可压缩态的Halperin-Lee-Read（英语：Halperin-Lee-Read）理论。最近的工作表明，当粒子-空穴对称性保持时，复合费米子在缠绕复合费米子表面时经历量子化的$π$ -Berry相，类似于3D拓扑绝缘体表面的狄拉克费米子。与此相反，最初提出的复合费米子液体的有效低能理论缺乏粒子-空穴对称性，并具有消失的Berry相。在本文中，我们解释了如何热电输运测量可以用来测试狄拉克性质的复合费米子定量提取此贝里相位。首先，我们指出，纵向热势（塞贝克效应）是非零的，由于不寻常的性质，在这种情况下的粒子孔对称性，并不敏感的Berry相位。与此相反，我们发现非对角热势（能斯特效应）与复合费米面的拓扑结构直接相关，在零Berry相时为零，在$π$ Berry相时取最大值.相比之下，在纯电输运特征中，贝里相位的贡献表现为对大背景信号的小修正，这使得能斯特效应成为对复合费米子狄拉克性质的有希望的诊断。
2016-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Competing states for the fractional quantum Hall effect in the 1/3-filled second Landau level
在这篇工作中，我们研究了在填充因子为$ν=7/3$的1/3填充的第二朗道能级（SLL）中分数量子霍尔态的性质（在粒子-空穴对称性存在的情况下为8/3）。具体地说，我们计算了精确的7/3基态和各种竞争态之间的重叠，包括（i）劳克林态，（ii）费米子哈夫尼态，（iii）两个复合费米子海在1/6填充的反对称化产物态，以及（iv）$Z_4$仲费米子态的粒子-空穴（PH）共轭。所有这些试验状态是根据一个指导原则，称为双层映射方法，其中一个试验状态是作为反对称投影的双层量子霍尔态层间距离$d$作为变分参数。在对环面几何中基态简并的正确理解下，$Z_4$亚费米子态可以作为Halperin（330）态的反对称投影得到。同样，本文证明了费米子哈夫尼态可以作为Halperin（551）态的反对称投影得到。结果表明，虽然非常准确，在足够大的积极Haldom赝势变化$δV_1^{(1)}$，劳克林状态失去了它的重叠与确切的7/3基态显着在$δV_1^{(1)} \simeq 0$。在稍负的$δV_1^{(1)}$处，PH共轭的$Z_4$亚费米子态与7/3基态有很大的重叠，这是上述四个实验态中最高的.
2017-05-26 cond-mat.str-el
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
