微观模型中分数量子霍尔相位的证据

Local Probes for Quantum Hall Ferroelectrics and Nematics

Two-dimensional multi-valley electronic systems in which the dispersion of individual pockets has low symmetry give rise to quantum Hall ferroelectric and nematic states in the presence of strong quantising magnetic fields. We investigate local signatures of these states arising near impurities that can be probed via Scanning Tunnelling Microscopy (STM) spectroscopy. For quantum Hall ferroelectrics, we demonstrate a direct relation between the dipole moment measured at impurity bound states and the ideal bulk dipole moment obtained from the modern theory of polarisation. We also study the many…

量子Hall系统中的向列谷序

Nematic Valley Ordering in Quantum Hall Systems

在具有自旋或赝自旋自由度的二维电子系统中，量子霍尔有序和自发破缺的“内部”对称性之间的相互作用引起了各种有趣的现象，包括新相、相变和拓扑激发。在这里，我们开发了一个理论的破缺对称量子霍尔态，适用于一类多谷系统，其中的对称性问题是一个点群元素，结合了空间旋转与置换的谷指数。色散关系的各向异性，通常存在于这样的系统中，有利于所有电子驻留在其中一个谷中的状态。在一个干净的系统中，谷“伪自旋”有序，或空间自旋有序，通过有限的温度转变发生。在弱无序系统中，形成了赝自旋极化域，这阻止了宏观谷和无序有序;然而，所得到的状态仍然渐近地表现出QHE。我们讨论了在有序和无序制度的输运性质，以及我们的研究结果的关系，最近的实验在铝。

向列分数量子霍尔态理论

Theory of Nematic Fractional Quantum Hall State

我们导出了分数量子霍尔态各向同性-非均匀量子相变的有效场论。我们表明，对于一个系统的各向同性的背景下的低能量有效理论的顺序参数具有$z=2$动力学标度指数，由于Berry相位项的序参量，这是有关的非耗散霍尔粘度。采用复合费米子理论与电子之间的四极相互作用，我们表明，一个足够有吸引力的四极相互作用触发相变从各向同性的量子流体到一个分数量子霍尔相。通过对集体激发谱的研究，我们证明了在各向同性量子相变时，Girvin-MacDonald-Platzman（GMP）模的质量隙会发生坍缩.另一方面，在这个量子相变中，Laughlin准粒子和Kohn集体模保持间隙，并且满足Kohn定理。序参量序参量与规范场之间的主导耦合包含一个与Wen-Zee项形式相同的项。自旋序参量的向错携带未量子化的电荷。我们还讨论了分数量子霍尔流体的几何响应与自由度之间的关系。

量子霍尔跃迁的场论

Field theory of the quantum Hall nematic transition

量子霍尔态的拓扑物理学被有效地编码在陈-西蒙斯型的纯拓扑量子场论中。然而，在连续描述中可靠地包含低能动力学性质通常需要接近量子临界点。我们建立了一个场论，描述了从各向同性液体的量子跃迁到一个非对称的Laughlin液体。从各向同性侧接近与此过渡相关联的软模式被确定为熟悉的朗道内水平Girvin-MacDonald-Platzman模式。我们得到z=2的动态标度在临界点和描述的Goldstone和缺陷物理的一侧。尽管有非常不同的物理动机，我们的场论基本上是相同的，最近的“几何”场论的一个劳克林液体提出的Halflit。

二维电子气中对性和向列性的竞争

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。

自旋-轨道耦合对量子霍尔位相的影响

Impact of spin-orbit coupling on quantum Hall nematic phases

在填充因子nu=7/2、nu=11/2和nu=13/2的垂直磁场中，在低温下观察到二维空穴系统中的各向异性电荷输运.与此形成鲜明对比的是，在nu=9/2处的输运对于所有温度都是各向同性的。各向同性空穴传输在nu=7/2恢复足够低的二维密度或非对称的限制潜力。所观察到的各向异性的密度和对称性的依赖性表明，在空穴系统中的强自旋轨道耦合有助于不寻常的输运行为。

量子Hall Ising向列相的微观理论：畴壁和无序

Microscopic Theory of a Quantum Hall Ising Nematic: Domain Walls and Disorder

本文研究了量子霍尔机制下多沟道半导体中自发破缺的谷对称性与空间无序之间的相互作用。在谷具有各向异性电子色散的情况下，先前的长波长分析[Phys.Rev.B82，035428（2010）]鉴定出两个表现出QHE的新相。第一种是量子霍尔伊辛线（QHIN），一种在宏观输运各向异性中表现出长程取向有序的相。第二个是量子霍尔随机场顺磁体（QHRFPM），出现时的伊辛秩序被破坏的淬火无序，其特征在于一个域结构与一个独特的响应谷破磁应变场。在这里，我们提供了一个更详细的微观分析的QHIN，这使我们能够（一）估计其伊辛有序温度;（二）研究其畴壁激发，这在确定其属性中起着核心作用;和（三）分析其响应淬火无序从杂质散射，这给了一个估计域的大小在后代QHRFPM。我们的结果是直接适用于AlAs异质结构，虽然他们的定性方面通知其他铁磁QH系统，如Si（111）异质结构和双层石墨烯与三角翘曲。

倾斜场中第一Landau能级上的分数量子霍尔向列相

The fractional quantum Hall nematics on the first Landau level in a tilted field

本文研究了倾斜磁场中二维电子系统第一Landau能级上的分数量子霍尔态，发现面内磁场能显著增强 $ν= 7/3$ 态的向列序，并通过多种物理量计算绘制了其完整相图，证实了FQH向列相的存在。

向列性附近的分数量子霍尔系统：双度规理论，复合费米子和狄拉克括号

Fractional quantum Hall systems near nematicity: bimetric theory, composite fermions, and Dirac brackets

我们进行了详细的比较狄拉克复合费米子和最近提出的双度规理论的量子霍尔-杰恩态近半填充。通过将复合费米液体调谐到相变相变附近，我们发现这两个理论是等价的。我们验证了响应函数和静态结构因子的单模近似在相变附近变得可靠。我们表明，在相变附近向列模式的色散关系可以从向列序参量分量之间的狄拉克括号中获得。色散在低动量下是二次的，在有限动量下有磁子最小值，这与附近的任何非均匀相无关。

量子霍尔谷

Quantum Hall Valley Nematics

强磁场中的二维电子气为实现各种电子有序现象提供了一个正则平台。在这里，我们回顾了一类有趣的相互作用驱动的量子霍尔态的物理：量子霍尔谷向列相。当拓扑绝缘量子霍尔态的形成伴随着点群对称性的自发破缺时，物质的这些相就会出现，点群对称性结合了空间旋转和谷指数的排列。由此产生的取向顺序是特别敏感的淬火无序，而量子霍尔物理链接电荷传导拓扑缺陷。我们将讨论如何结合起来，产生丰富的相结构，以及它们对运输和光谱测量的影响。同时，我们讨论了相关的实验系统。最后，我们展望未来的发展方向。

量子霍尔效应理论

Theory of Quantum Hall Nematics

在中等磁场中对二维电子系统的输运测量表明存在自发取向有序的可压缩液态。我们发展和分析了这样的“量子霍尔向列相”（QHN）的微观理论，预测了一个新的，高度各向异性的$q^3$密度导向模的存在，发现T=0的长程取向顺序是不稳定的弱无序，并计算隧穿到这样一个强关联的状态。这种微观的方法是支持和补充的QHN，其中，在无耗散的限制，再现的微观模型的模式的流体动力学模型。

Spin polarized nematic order, quantum valley Hall states, and field tunable topological transitions in twisted multilayer graphene systems

We theoretically study the correlated insulator states, quantum anomalous Hall (QAH) states, and field-induced topological transitions between different correlated states in twisted multilayer graphene systems. Taking twisted bilayer-monolayer graphene and twisted double-bilayer graphene as examples, we show that both systems stay in spin polarized, $C_{3z}$-broken insulator states with zero Chern number at 1/2 filling of the flat bands under finite displacement fields. In some cases these spin polarized, nematic insulator states are in the quantum valley Hall phase by virtue of the nontrivial…

多通道系统中的量子霍尔铁电体和向列相

Quantum Hall ferroelectrics and nematics in multivalley systems

研究了低能色散各向异性的多路量子霍尔系统中整数朗道能级填充的对称破缺态。当单个口袋的费米表面缺乏双重旋转对称性时，如在Bi（111）和Sn $_{1-x}$ Pb $_x$ Se（001）表面中，相互作用倾向于驱动量子霍尔铁电态的形成。我们证明，在这些状态的偶极矩有一个密切的关系，费米面几何的母体金属。在量子霍尔介电态，如在铝量子阱中产生的，我们证明了异常强大的skyrmion准粒子的存在。

Sr3Ru2O7向列性的微观途径

Microscopic Route to Nematicity in Sr3Ru2O7

一个各向异性的金属相被称为电子相的边界由两个连续的变磁跃迁已被报道在双层双金属酸盐Sr3Ru2O7。它也已被证明是由一个有效的动量依赖的四极型相互作用驱动的磁转变和伴随的变磁转变。在这里，我们研究这种有效的相互作用的微观起源。为了阐明背后的自发费米面畸变与电子自旋相关的机制，我们确定了一个简单的紧束缚模型的基础上t2g轨道，自旋轨道耦合和旋转的RuO6八面体为出发点，从最近的角度分辨的光电发射数据得到的费米面一致。在一个扩展的哈伯德模型中，以$(\pm π,0)$和$(0,\pm π)$附近的能带之间的各向异性为特征的铁磁态与铁磁有序强烈竞争，但通过有限的最近邻相互作用抢先于铁磁有序。我们讨论实验手段来证实我们的建议。

量子自旋霍尔相变附近的时间约束对称破缺向列绝缘体

Time-Reversal Symmetry-Breaking Nematic Insulators near Quantum Spin Hall Phase Transitions

我们研究了一个模型量子自旋霍尔系统的相图作为能带反转和能带耦合强度的函数，表明当能带杂化较弱时，在很宽的能带反转范围内出现相互作用诱导的非线性绝缘体态。这种性质是长程库仑相互作用的结果，它有利于带间相位相干性，这种相干性弱依赖于动量，因此在带反转点处受到单粒子哈密顿量的阻碍。对于弱带杂化，相互作用将反转时的连续能隙闭合拓扑相变转换为一对连续相变，从而将具有破坏的时间反转和旋转对称性的状态绑定在一起。在中间带杂化，拓扑相变的收益，而不是通过量子反常霍尔绝缘体状态，而在强杂化相互作用不起作用。我们评论的影响，我们的研究结果为InAs/GaSb和HgTe/CdTe量子自旋霍尔系统。

揭示La1/3Ca2/3MnO3电子近晶-超晶相变的微观起源

Unveiling the microscopic origin of the electronic smectic-nematic phase transition in La1/3Ca2/3MnO3

电子-液晶相，其中部分空间对称性自发地被打破，被认为在解释强关联材料的结构-性质关系中起着至关重要的作用。虽然电子液晶相已经在广泛的材料的研究中被推断出来，但这些相之间的转变的性质很少受到实验的关注。本文报道了利用透射电子显微镜技术直接观察到掺杂锰氧化物的电子近晶-双晶相变。我们发现，在这种情况下，从近晶相到非晶相的过渡是由两种机制驱动的：位错的增殖和介观电荷不均匀性的发展。我们观察到从下面接近转变（210 +/- 10 K）时相称近晶相内位错对的发展。在过渡区以上，无公度的双相伴随着介观电子相分离。

半满量子霍尔系统中平衡相位的向列涨落

Nematic fluctuations balancing the zoo of phases in half-filled quantum Hall systems

半满的朗道能级形成了一个强相关相的动物园。这些包括非费米液体（NFL），分数量子霍尔（Fractional quantum Hall，HALL）态，量子态相和量子态相。这种多样性提出了一个问题：是什么在看似无关的阶段之间保持平衡？答案是难以捉摸的，因为Halperin-Lee-Read描述提供了一个自然的出发点，是固有的强耦合。但观察到的α相表明α涨落起着重要作用。为了研究这种可能性，我们应用最近制定的控制双膨胀方法在大$N$复合费米子口味和小$ε$非解析玻色作用的情况下，规范和P2P玻色子波动。在量子临界线（NQCL）附近，我们发现，取决于由$ε$控制的规范和向列介导的相互作用的屏蔽量，RG流指向所有四个提到的相关相。当配对抢占了第二阶段，NFL行为是可能的温度以上的配对过渡。最后，我们讨论在低倾角的测量，这可能会揭示的稳定性的相位的α波动。

分数量子化霍尔效应的有效场论

Effective Field Theory of Fractional Quantized Hall Nematics

我们提出了分数量子化霍尔霍尔态的Landau-Ginzburg理论以及从各向同性分数量子霍尔态到它的跃迁。这证明了Lifshitz-Chern-Simons理论-这被证明是它的对偶-在更微观的基础上，使我们能够计算基态波函数在破缺阶段。在这种物质状态下，霍尔电阻保持量子化，而由于热激发准粒子的纵向直流电阻率是各向异性的。用我们的理论解释了最近在朗道能级填充因子ν=7/3时的实验。

各向同性-向列相变中的电子向列相特征

Signatures of Electronic Nematic Phase at Isotropic-Nematic Phase Transition

当晶格结构的点群对称性被破坏时，由于电子-电子相互作用，电子相变发生。我们研究了一个正方形晶格上的相变模型，着重于平均场论中各向同性相和相变相之间的相变。我们发现的过渡是一阶的费米表面拓扑结构伴随着巨大的变化的过渡。此外，我们还研究了电导率张量和霍尔常数作为超导相及其相变的探针。我们的研究结果的相关性霍尔电阻率实验中的高$T_c$铜酸盐进行了讨论。

第二朗道能级中的电子-电子相互作用和成对向列量子相变

Electron-Electron Interactions and the Paired-to-Nematic Quantum Phase Transition in the Second Landau Level

尽管它在强关联系统中普遍存在，成对和非成对的基态的竞争仍然知之甚少。最近，在填充因子为$ν=5/2$的二维电子气中报道了这种竞争。在此填充因子下，观察到从成对分数量子霍尔态到量子霍尔态的压力诱导量子相变。在这里，我们表明，压力诱导的配对到双跃迁也发展在$ν=7/2$，因此证明了这种转变在第二轨道朗道能级的两个自旋分支。然而，我们发现，压力不是控制这种转变的唯一参数。事实上，与在压力下观察到的情况一致的基态也在环境压力下测量的样品中发展，但是其中电子-电子相互作用被调整到接近其在量子临界点的值。我们的实验表明，电子-电子相互作用在驱动配对到双极跃迁中起着至关重要的作用。

填充因子为$ν=5/2$的二维电子气拓扑向列相转变的量子临界起始

Onset of Quantum Criticality in the Topological-to-Nematic Transition in a Two-dimensional Electron Gas at Filling Factor $ν=5/2$

在静水压力下，二维电子气在$ν=5/2$的基态从分数量子霍尔态转变为条纹相。通过测量分数量子霍尔态的能隙和条纹相的起始温度，我们绘制了这些竞争相在压力-温度平面上的相图。我们的数据突出了量子临界点附近的半满朗道能级的两种描述的二分法：一种基于电子，另一种基于复合费米子。

自发量子反常霍尔效应向列性的场论

Field Theory of Nematicity in the Spontaneous Quantum Anomalous Hall effect

本文从微观模型出发，导出了二维自发量子反常霍尔效应系统的有效三阶理论。从二次带交叉和短程四费米子边缘相关相互作用的二分量费米子（旋量场）模型出发，采用1/N展开和玻色化方法，导出了与守恒流和微扰序参量局域涨落有关的流体力学模的有效场论.我们专注于附近的量子相变从各向同性的MottChern绝缘相的相位，其中时间反演对称性破缺共存的顺序，MottChern绝缘体。有效场论的拓扑扇区是BF/Chern-Simons规范理论。我们证明了量子序参量场与规范场的Maxwell型项耦合作为局部涨落度规张量的空间分量。该字段具有$z=2$动态标度指数。低能量动力学的序参量被发现是由Berry相位项。通过详细分析费米子的旋量场与长波长晶格形变引起的局域坐标系变化的耦合，计算了该系统的Hall粘滞系数，并指出该系统中的Hall粘滞系数并不等同于场有效作用下的Berry相项，而是与本文引入的转矩Hall粘滞系数概念有关。

量子霍尔向列相中的拓扑和非拓扑保护畴壁导电

Topology- and symmetry-protected domain wall conduction in quantum Hall nematics

我们认为畴壁的量子霍尔铁磁体预测形成在多路半导体，最近探测的扫描隧道显微镜实验Bi（111）表面。我们发现畴壁的性质敏感地依赖于底层（整数）量子霍尔态的填充因子$ν$。对于$ν=1$和在没有杂质散射的情况下，我们认为，壁主机的单通道Luttinger液体的间隙是谷和电荷守恒的后果。对于$ν=2$，它支持一个双通道的Luttinger液体，足够的强相互作用进入一个电荷间隙共存的中性谷间模式的保留热金属相。在这种状态下的畴壁物理是相同的，由$U(1)\times U(1)$对称性保护的玻色子拓扑绝缘体，我们提供了这些问题之间的正式映射。我们讨论其他不寻常的属性和实验签名这些“异常”的一维系统。

量子反常Hall临界点周围的n阶突现穹顶

Emergent dome of nematic order around a quantum anomalous Hall critical point

我们考虑一个三角晶格上的自旋费米子模型，该模型表现出一个C=2的具有量子化反常霍尔效应的陈氏绝缘体（CI）相，夹在两个正常绝缘体（NI）相之间。第一个NI-CI量子相变是由一对狄拉克费米子的同时质量反转驱动的，短程相互作用是微扰无关的。第二次CI-NI跃迁是由动量空间拓扑和C_6晶格对称性保护的单个二次带接触点驱动的。单圈重整化群分析表明，短程相互作用导致一个单一的边缘相关的扰动在这个过渡。我们得到了这个模型的平均场相图，结合弱排斥哈伯德相互作用，发现一个紧急的圆顶周围CI-NI拓扑相变。我们讨论了非零温度下反常霍尔电导率的交叉，以及量子和热相变的朗道理论。我们的研究结果可能是相关的铁磁双钙钛矿薄膜与自旋轨道耦合已被提出主机这样的NI-CI转变。我们的工作也许提供了一个最简单的例子，一个紧急阶段附近的量子相变。

拓扑向列态与非阿贝尔晶格位错

Topological Nematic States and Non-Abelian Lattice Dislocations

在凝聚态物理中，一个令人兴奋的新前景是在简单晶格模型中实现分数量子霍尔态（Fractional quantum Hall，HALL）的可能性，而无需大的外部磁场。一个基本的问题是，与普通的分数量子霍尔态相比，是否可以在晶格上实现定性的新态。在这里，我们提出了新的富拓扑态，拓扑的拓扑状态，这是一个戏剧性的后果之间的相互作用的晶格平移对称性和拓扑性质的这些分数陈省身绝缘体。当一个部分填充的平带的陈数为N时，它可以映射到一个N层量子霍尔系统。我们发现，晶格位错可以作为连接不同层的虫洞，并有效地改变空间的拓扑结构。晶格位错成为具有非平凡量子维数的缺陷，即使当实现的量子态本身是阿贝尔的时候。我们的建议导致在实验室中实现高亏格表面上的拓扑有序态物理的可能性，即使样品只有圆盘几何。

Lieb格点上相互作用驱动的拓扑相和非对称相

Interaction-driven topological and nematic phases on the Lieb lattice

我们发现，在具有二次带交叉点（BCP）的二维半金属中，电子-电子相互作用往往会产生拓扑态。为了说明这一点，我们构建了一个具体的模型与BCP上的扩展Lieb格和调查的相互作用驱动的拓扑不稳定性。我们发现，BCP是轻微的不稳定对无穷小排斥。根据相互作用的强度，拓扑量子异常/自旋霍尔，电荷的电荷，和向列型自旋-自旋-自旋相位，分别开发。二次BCP的可能的物理实现。

机器学习扭转双层-双层石墨烯中向列序的微观形式

Machine Learning Microscopic Form of Nematic Order in twisted double-bilayer graphene

本文提出利用CNN结合多能量LDOS相关性，从TDBG的STM数据中学习微观向列序参量，并将其与异质应变区分。

Microscopic evidence for the intra-unit-cell electronic nematicity inside the pseudogap phase in YBa$_2$Cu$_4$O$_8$

Understanding the nature of the mysterious pseudogap phenomenon is one of the most important issues associated with cuprate high-$T_c$ superconductors. Here, we report $^{17}$O nuclear magnetic resonance (NMR) studies on two planar oxygen sites in stoichiometric cuprate YBa$_2$Cu$_4$O$_8$ to investigate the symmetry breaking inside the pseudogap phase. We observe that the Knight shifts of the two oxygen sites are identical at high temperatures but different below $T_{\rm nem} \sim$ 185 K, which is close to the pseudogap temperature $T^{\ast}$. Our result provides a microscopic evidence for int…

二次带交叉二维费米系统中自发对称性破缺的拓扑绝缘体和向列相

Topological Insulators and Nematic Phases from Spontaneous Symmetry Breaking in 2D Fermi Systems with a Quadratic Band Crossing

研究了二维费米子系统中二次带交叉点（QBCP）的稳定性。在非相互作用的水平上，我们表明，QBCP存在，是拓扑稳定的Berry通量$\pm 2π$，如果点对称群有四重或六重旋转对称。这种假定的拓扑稳定的自由费米子QBCP对{ \em任意弱}短程排斥相互作用是稍微不稳定的。我们考虑无自旋和自旋1/2费米子。四种可能的有序状态的结果：一个量子反常霍尔相，量子自旋霍尔相，α相，和向列相自旋α相。

Electric-field-tunable electronic nematic order in twisted double-bilayer graphene

Graphene-based moiré systems have attracted considerable interest in recent years as they display a remarkable variety of correlated phenomena. Besides insulating and superconducting phases in the vicinity of integer fillings of the moiré unit cell, there is growing evidence for electronic nematic order both in twisted bilayer graphene and twisted double-bilayer graphene (tDBG), as signaled by the spontaneous breaking of the threefold rotational symmetry of the moiré superlattices. Here, we combine symmetry-based analysis with a microscopic continuum model to investigate the structure of the n…

无隙双层量子霍尔态分数激发的微观理论：半量子化量子霍尔态

Microscopic theory of fractional excitations in gapless bilayer quantum Hall states: semi-quantized quantum Hall states

我们推导了半量子化量子霍尔态的低能理论，半量子霍尔态是最近观察到的一类无带隙双层分数量子霍尔态。我们的理论表明，这些状态的特点是耦合到一个紧急陈-西蒙斯规范场的分数电荷的无隙准粒子。这些无隙准粒子可以理解为电子和类劳克林准粒子的复合物。我们发现，半量子霍尔态表现出完美的层间阻力，主机非费米液体物理，并作为多功能的父态完全带隙的拓扑相托管任意子激发。

关于分数量子霍尔效应的两种微观理论的比较

A note contrasting two microscopic theories of the fractional quantum Hall effect

对于分数量子霍尔效应的微观解释，人们提出了两种理论，即Haldane-Halperin层次理论和复合费米子理论。关于它们之间的关系，从它们是不同的到它们是完全等同的，已经作出了相互矛盾的陈述。本文试图澄清这个问题。结果表明，这两种理论假设不同的微观机制的起源分数量子霍尔效应，并作出实质上不同的预测，允许实验来区分它们。

半满朗道能级下复合费米液体的向列量子相变及其几何响应

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。

反常弹性耦合的微观起源及混合集体反常-声子激发的动力学

Microscopic origin of the nemato-elastic coupling and dynamics of hybridized collective nematic-phonon excitations

研究揭示了反常弹性耦合的微观起源，并展示了由横向声子和金属电子反常波动混合形成的集体模的动力学特性。

Sr $_3$ Ru $_2$ O $_7$中双相的微观理论

Microscopic theory of the nematic phase in Sr$_3$Ru$_2$O$_7$

在外加磁场中，双层化合物Sr $_3$ Ru $_2$ O $_7$的超纯晶体在低于临界温度$T^*$时经历变磁转变，该温度作为磁场$H$和Ru-O平面之间的角度的函数而变化。此外，当$H$垂直于平面时，$T^*$接近于零。然而，这一假定的“变磁量子临界点”被{ \it ab}平面中具有一阶电阻各向异性的超导流体相抢占。在具有中等强度局部库仑相互作用的“现实”双层模型中，准一维能带的范霍夫奇点附近的电子态密度存在急剧的发散，并且多个轨道的存在所允许的自旋-轨道耦合导致了平均场相图，该相图解释了许多这些实验观察到的现象。虽然自旋-轨道耦合不是太强，但它破坏了接近完美的费米面嵌套，从而抑制了自旋密度波（SDW）有序。

量子霍尔系统的液晶相

Liquid Crystal Phases of Quantum Hall Systems

用平均场方法计算了大磁场中二维电子气（2DEG）在部分填充朗道能级和折射率为$N\geq 2$的情况下的基态，得到了“条纹有序”的电荷密度波，其原因与在掺杂的莫特绝缘体中受抑相分离导致条纹有序态的原因大致相同.我们研究了量子涨落和热涨落对这种状态的影响，并表明它们可以导致一组电子液晶态，特别是稳定在$T>0$的条纹-双折射相。最近对一组量子霍尔器件的纵向电阻率的测量表明，这些系统在低温下自发地发展出非常大的各向异性。我们解释这些实验作为证据的条纹双相，并提出了这个系统的一般相图。

量子霍尔液晶中的集体激发：单模近似计算

Collective excitations in quantum Hall liquid crystals: Single-mode approximation calculations

最近的各种实验探测量子霍尔系统的低温输运性质提出了一种解释液晶中间相称为{ \em量子霍尔液晶}。单模近似（SMA）已成为确定各种体系（如$^4$ He中的声子和分数量子霍尔效应中的声子）激发谱的有用工具。在本文中，我们计算（通过SMA）的集体激发在量子霍尔液晶的频谱考虑{ \em阶}，{ \em四阶}，{ \em六阶}推广的Laughlin的尝试波函数有两个，四个和六重破缺的旋转对称性，分别。在零波矢$\qq$的极限，这些模式的色散是奇异的，具有依赖于{ \em六阶}和{ \em四阶}液晶状态接近$\qq=0$的方向的间隙，但在{ \em六阶}状态中保持规则，如（投影）振子强度和静态结构因子的四阶波矢依赖性所允许的。

铁基超导体向列序参量的动量依赖性

Momentum Dependence of the Nematic Order Parameter in Iron-Based Superconductors

铁基序参量的动量依赖性是铁基高温超导体微观描述的重要组成部分。虽然最近关于FeSe的报道表明，电子和空穴带之间的电子序参量改变符号，但对于其他化合物仍然缺少详细的知识。结合角度分辨光电子能谱（ARPES）与单轴应变调谐，我们测量的两个FeSe和BaFe $_2$ As $_2$的能带分裂没有干扰的孪生或磁序。我们发现，在布里渊散射中心和角点之间的符号变化的两种化合物中，量子序参量表现出相同的动量依赖性。这表明，尽管相图非常不同，但相同的微观机制驱动着有序。

量子霍尔体系的微观理论

Microscopic theory of the quantum Hall hierarchy

我们解决了量子霍尔问题，正是在一个限制，并表明基态可以组织在一个分形图案与Haldane-Halperin层次结构，并与全球相图一致。我们提出了一个大家庭的状态，包括Laughlin和耆那教的波函数，也为国家最近观察到潘{ \it等。al.}，并证明它们与可解极限中的精确解一致。我们认为，他们建立了一个绝热的延续，我们的确切结果的实验可访问的制度，从而提供了一个统一的方法的层次状态。

手征Tomonaga-Luttinger液体分数量子Hall边的微观描述

Microscopic description of the chiral Tomonaga-Luttinger liquid at the fractional quantum Hall edge

从微观动力学出发，重新建立了分数量子霍尔边缘的有效场论.非对易陈-西蒙斯理论是对量子霍尔流体的微观描述。我们用它作为参考。考虑到电子的重标记对称性和流体的不可压缩性，我们得到了一个约束条件，导出了一个包含相互作用项的手征Tomonaga-Luttinger液体理论。我们计算了声子和电子传播子的单圈修正，得到了一个新的隧穿指数。它符合实验。

手性Mott绝缘体中声子热霍尔效应的微观理论

Microscopic Theory of the Phonon Thermal Hall Effect in Chiral Mott Insulators

本文发展手性Mott绝缘体中声子热霍尔效应的微观理论，推导有效拉曼相互作用的精确解析形式，在kagome晶格上证明本征声子热霍尔效应，并建立同位素替代下输运行为的标度律以分离声子贡献。

Exploring Quantum Hall Physics at Ultra-Low Temperatures and at High Pressures

The use of ultra-low temperature cooling and of high hydrostatic pressure techniques has significantly expanded our understanding of the two-dimensional electron gas confined to GaAs/AlGaAs structures. This chapter reviews a selected set of experiments employing these specialized techniques in the study of the fractional quantum Hall states and of the charged ordered phases, such as the reentrant integer quantum Hall states and the quantum Hall nematic. Topics discussed include a successful cooling technique used, novel odd denominator fractional quantum Hall states, new transport results on e…

复合费米子的条纹/向列相的观测

Observation of a Stripe/nematic Phase of Composite Fermions

在GaAs二维空穴系统中，研究人员在填充因子ν=5/8的最低朗德层次观测到一种新的复合费米子条纹/向列相，其由残余长程相互作用驱动，且在低温下表现出显著的输运各向异性。

SU（3）SnTe中的量子霍尔铁磁性

SU(3) Quantum Hall Ferromagnetism in SnTe

SnTe的（111）面具有一个各向同性的$\barΓ$中心Dirac表面态和三个简并的各向异性的$\bar{M}$中心Dirac表面态.我们预测，当$N=0$ $\bar{M}$朗道能级被$1/3$或$2/3$填充时，在外加磁场的存在下，将发生具有自发破缺的$C_3$对称性的相变。谷内库仑相互作用，有利于谷极化状态，和较弱的谷间散射过程中，增加与磁场的相对强度之间的竞争，控制的双态相边界。面内塞曼场通过提升三重$\bar{M}$朗道能级简并来改变相图，产生具有作为塞曼场取向角的函数的$2π/3$周期性的基态能量。

量子霍尔相的晶格缺陷凝聚和熔化相变

Condensation of Lattice Defects and Melting Transitions in Quantum Hall phases

最近的进展，在了解晶格和电子拓扑相位之间的相互作用的动机，我们考虑量子熔化转变的{ \it弱}量子液晶，晶体和一个液晶相，其中电子形成一个量子霍尔态。在某些类的陈能带绝缘体和量子霍尔相位，它已被证明，有拓扑陈-西蒙斯条款，如霍尔粘度项和重力陈-西蒙斯项的局部晶格变形。Chern-Simons项可以诱导拓扑晶格缺陷的任意统计，并使缺陷具有一定的对称性量子数。另一方面，这种液晶顺序的熔融转变由晶格缺陷的凝聚驱动。基于这些观察，我们展示了拓扑项如何改变量子液晶相的近无序相的性质。我们推导并研究了含有几何Chern-Simons项的液晶相的有效对偶场论，并仔细研究了缺陷的对称性量子数和统计特性。我们表明，一个晶体可以通过一个连续的相变到另一个晶体与新的离散平移对称性，因为位错，晶体中的拓扑缺陷，进行非零的晶体动量由于霍尔粘度项。对于双相，向错将凝聚在相变的各向同性相，我们表明，各向同性相可以支持一个decofined分数充电激发由于文泽项，因此各向同性相和双相有不同的电磁霍尔响应。

凝聚态物理中的向列费米流体

Nematic Fermi Fluids in Condensed Matter Physics

相关电子流体可以表现出一系列令人惊讶的复杂相，其中一个更令人惊讶的是电子自旋，一个自发产生的空间各向异性的几何不变的金属相。经典向列相通常出现在棒状分子的液体中;考虑到电子是点状的，考虑电子向列相的最初理论动机来自于将电子流体视为量子熔化的电子晶体，而不是费米气体的强相互作用产物。1999年在超净量子霍尔系统中进行的戏剧性传输实验和2007年在强磁场中的Sr 3Ru 2 O 7中进行的戏剧性传输实验证实了这种相在自然界中的存在。在本文中，我们简要地回顾了理论上的考虑，管理的顺序，总结量子霍尔和Sr 3Ru 2 O 7实验，明确地建立了这个阶段的存在，并调查了一些目前的证据，这样一个阶段的铜酸盐和铁基高温超导体。

用双度量几何研究各向异性量子Hall态

Investigating anisotropic quantum Hall states with bi-metric geometry

我们构造了一个各向异性分数量子霍尔态的低能有效理论。我们开发了一种类似于在大质量引力的双度量方法中所使用的形式主义，并将其应用于描述外部电磁和几何背景存在下的阿贝尔各向异性的WavenH态。我们推导出位移，霍尔粘度，和一个新的量子化耦合各向异性，我们称之为“anispin”之间的关系。我们通过使用密度矩阵重整化群（DMRG）数值计算各种各向异性量子霍尔态的霍尔粘性来验证这种关系。最后，我们将这些技术的问题，以解决的顺序和澄清某些分歧，存在于文献中的意义的系数的Berry相位项的有效行动。

量子Hall铁磁体中Skyrmion的微观理论

Microscopic Theory of Skyrmions in Quantum Hall Ferromagnets

本文提出了单层量子霍尔铁磁体中Skyrmions的微观理论。这是一个独特的特点，该系统的数量密度和自旋密度纠缠的内在规定的W $%_{\infty}$代数。Skyrmion和反Skyrmion态分别被构造为空穴激发态和电子激发态的W $_{\infty }$旋转态。它们是自旋织构，伴随着密度调制，降低库仑能量。计算了它们的激发能随塞曼带隙的变化，并与实验结果进行了比较。

玻色子整数量子霍尔效应的微观模型

Microscopic model for the boson integer quantum Hall effect

在二维空间中，强相互作用玻色子在磁场中可以形成整数量子霍尔态。这种状态具有体隙，在体中没有分数电荷或拓扑顺序，但仍然具有量子化的霍尔传输和对称性保护的边缘激发。本文研究了强轨道磁场中两组分玻色子系统中这种态的一个简单微观模型。我们通过精确对角化计算表明，该模型支持玻色子整数量子霍尔基态的参数范围内。

BaFe PDMATHAAB（As $_{1-x}$ P $_x$）$_2$四元相轨道向列性的出现

Emergence of Orbital Nematicity in the Tetragonal Phase of BaFe$_2$(As$_{1-x}$P$_x$)$_2$

本文报道了在结构转变温度$T_{\rm S}\simeq121$ K以上，平行于正交晶系$[110]_{\rm o}$和$[100]_{\rm o}$方向的磁场作用下，对单晶BaFe $_{2}$（As $_{0.96}$ P $_{0.04}$）$_{2}$的$^{75}$ As-NMR测量结果。两个场方向之间的线宽的大的差异揭示了电场梯度的面内各向异性，即使在四相。这提供了As- $4p_{x}$和$4p_{y}$轨道之间的布居不平衡的微观证据，其在$T\rightarrow T_{\rm S}$处达到$|n_x-n_y|/|n_x+n_y| \sim 15$ \%，并且是Fe-3 $d_{xz}$和$d_{yz}$电子的轨道排序的自然结果。令人惊讶的是，发现这种轨道极化在室温附近已经是静态的，这表明它是由无序引起的各向异性轨道波动的钉扎引起的。该效果被认为是更强的低于$\sim 160$ K，这与在以前的扭矩和光电子测量的向列性的外观相一致。这些结果施加了很强的约束微观模型的非线性状态。

Casimir 对波动电子双轴序的稳定化

Casimir Stabilization of Fluctuating Electronic Nematic Order

通过Casimir能稳定双轴序，利用电磁环境各向异性增强量子霍尔条纹的稳定性。

揭示多轨道系统中向列相量子临界点

Unveiling a nematic quantum critical point in multi-orbital systems

电子向列性，提出存在于一些过渡金属材料，可以有不同的微观起源。特别是，在Sr 3Ru 2 O 7中观察到的各向异性电阻率和元磁跳变与早先的提议一致，即各向同性-磁跳变一般是一阶的，并且当由磁场调谐时伴随着元磁。然而，其他引人注目的实验特征，如非费米液体电阻率和临界热力学行为意味着存在一个身份不明的量子临界点（QCP）。在这里，我们表明，轨道的自由度发挥了至关重要的作用，揭示了一个超临界QCP，即使它是蒙上阴影附近的亚临界转变在低温下。我们进一步提出了一个有限的温度相图，包括熵景观和讨论我们的研究结果中观察到的现象Sr 3Ru 2 O 7。

量子Hall边手征Luttinger液体理论的微观构造

Microscopic construction of the chiral Luttinger liquid theory of the quantum Hall edge

我们给出了手征Luttinger液体理论的Laughlin态的微观推导。从描述任意不可压缩变形的Laughlin态（IDLS）的波函数出发，我们对这些变形进行了描述.这样，我们就得到了局域微观算符的低能投影，并直接从电子的量子力学导出了边缘激发的量子场论。这表明，要描述手性Luttinger液体理论的实验和数值偏差，需要超越Laughlin近似。我们表明，在大N限制的IDLS所描述的dispersionless户田层次。

近藤杂化对称性破缺：Pr2Ir2O7中的手性金属

Symmetry breaking via Kondo hybridization: Chiral nematic metal in Pr2Ir2O7

在受抑磁体中，当磁有序被抑制到低温时，量子自旋液体的形成成为可能。这种自旋液体如何在传导电子的存在下表现出来是一个具有潜在丰富物理后果的问题，特别是当局域自旋和传导电子都位于受抑晶格上时。我们提出了一种新的机制，对称性破缺的系统中，传导电子杂交的量子自旋液体通过近藤耦合。我们将其应用到烧绿石铱酸盐Pr2Ir2O7，它表现出异常的霍尔效应没有明确的磁序指示。我们发现，近藤杂交的本地Pr赝自旋和Ir传导电子之间的打破了一些空间对称性，除了时间反转，无论形式的耦合。这些打破对称性的结果在一个异常的霍尔电导率和诱导小的磁，四极和电荷有序。提出了进一步的实验签名。