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
Abelian topological order of $ν=2/5$ and $3/7$ fractional quantum Hall states in lattice models
确定分数量子霍尔态支持的元激发的统计对于理解它们的性质和潜在的应用是至关重要的。本文利用拓扑纠缠熵作为阿贝尔统计的一个指标,研究了带混合区Hofstadter模型的单组分$ν=2/5$和$3/7$态.我们使用无限圆柱体密度矩阵重整化群进行多体模拟,并提出了一个有效的算法来构建纠缠的面积定律,这说明了数值和统计误差。利用该算法,我们证明了在两体最近邻相互作用下,$ν=2/5$和$3/7$态具有阿贝尔拓扑序.此外,我们讨论了所提出的方法和分数量子霍尔态的相互作用范围和强度的敏感性。
2021-02-18 cond-mat.str-el
Quantum phase diagram and non-abelian Moore-Read state in double twisted bilayer graphene
通过精确对角化模拟绘制双层扭转双层石墨烯ν=1/2系统的量子相图,发现基态具有六重近简并性及有限能隙,结合多体陈数和纠缠谱证实其为非阿贝尔Moore-Read态。
2024-12-03 cond-mat.str-el
Braiding Statistics and Congruent Invariance of Twist Defects in Bosonic Bilayer Fractional Quantum Hall States
描述了阿贝尔玻色子双层(mmn)分数量子霍尔(HHH)态中拓扑扭曲缺陷的编织统计,当m=0时,编织统计约化为Z_n复曲面码.扭曲缺陷具有非阿贝尔分数类马约拉纳特征。我们提出了当地的统计测量,区分分数电荷,或物种,缺陷准粒子复合材料。多缺陷系统的简并基态和基变换具有一致的熔合性质。非阿贝尔幺正交换运算是利用缺陷之间的半辫来确定的,并在封闭系统中投影表示球辫群。通过将交换等同于4π旋转来修正缺陷自旋统计。辫子S矩阵表示用非平凡二重分支割装饰的环面上的Dehn扭曲(而不是π/2旋转),并表示模变换的同余子群Γ 0(2).
2013-08-27 cond-mat.str-el
Possible non-Abelian Moore-Read state in double-layer bosonic fractional quantum Hall system
在过去的二十年里,识别和理解具有非阿贝尔拓扑相的分形准粒子相互作用系统引起了人们的广泛关注。从理论上讲,通过切除部分低能自由度,将两个阿贝尔分数量子霍尔(Fractional Quantum Hall,FWHH)态耦合在一起,可以实现丰富多样的量子态。到目前为止,已经有一些迹象,但过去在双层系统中还没有建立起实现非阿贝尔态的强有力的例子。本文利用精确对角化和密度矩阵重整化群(DMRG)方法计算了双层玻色量子阱系统的相图,证明了非阿贝尔玻色Moore-Read态的出现是一种势态.我们从阿贝尔相位与四重拓扑退化环面几何时,两层弱耦合。随着层间隧穿的增加,我们发现了一个具有三倍基态简并度和有限分数拖曳霍尔电导的中间区域。在绝热DMRG研究中,通过引入不同的通量,我们发现不同的拓扑扇区与Moore-Read态是一致的。我们还提取了模块化的$\mathcal{S}-$矩阵,它支持在这个系统中出现的非阿贝尔伊辛任意子准粒子。
2015-08-30 cond-mat.str-el
Fractional Quantum Hall Bilayers at Half-Filling: Tunneling-driven Non-Abelian Phase
具有内部自由度的多组分量子霍尔系统为奇异量子液体的出现提供了肥沃的土壤。本文研究了在半填充分数量子霍尔双层系统中,由两层之间的隧穿效应驱动的非阿贝尔拓扑序的可能性。利用最新的密度矩阵重整化群,我们揭示了中间隧穿区中出现的非阿贝尔Moore-Read Pfronan态的“指纹”证据,包括环面几何上的基态简并和球面几何上的拓扑纠缠谱(纠缠谱和拓扑纠缠熵).值得注意的是,从先前确定的阿贝尔$(331)$ Halperin状态的非阿贝尔摩尔-里德Pfperman状态的相变被确定为是连续的,这是由纠缠谱的通用部分的连续演化,以及激发间隙和基态能量的导数的不连续性发出信号。我们的研究结果不仅提供了一个“原理证明”的演示实现非阿贝尔状态通过耦合不同的自由度,但也开辟了一种可能性,在双金属氢化物双层系统检测不同的手性$p-$波配对状态。
2016-08-28 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
New Class of Non-Abelian Spin-Singlet Quantum Hall States
推广了Halperin的阿贝尔自旋单重态和Read-Rezayi的自旋极化电子的非阿贝尔量子Hall态,提出了一类新的非阿贝尔自旋单重态量子Hall态。对于费米子(玻色子)态,我们用(k,M)标记态,M为奇(偶),并求出填充分数$ν=2k/(2kM+3)$ . M=0的态是具有SU(3)k对称性的玻色子自旋单重态。我们解释了如何构造一个有效的SU(3)_2态的Landau-Ginzburg理论。一般来说,这些新的量子霍尔态上的准粒子携带自旋,分数电荷和非阿贝尔量子统计。
1999-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Thermopower as a Possible Probe of Non-Abelian Quasiparticle Statistics in Fractional Quantum Hall Liquids
本文证明了在适当的条件下,非阿贝尔量子霍尔液体的热电势是增强的。这是因为热功率在干净极限下测量每个电子的熵,而与非阿贝尔准粒子相关的简并度和熵在它们存在时增强熵。因此,热电势可以潜在地探测准粒子的非阿贝尔性质,并测量它们的量子维数。
2009-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hall Viscosity in the Non-Abelian Quantum Hall Matrix Model
量子霍尔矩阵模型是简单的、可解的量子力学系统,其捕获某些分数量子霍尔态的物理。最近的研究表明,对于Laughlin态,可以从矩阵模型中提取Hall粘滞系数。在这里,我们将这种计算推广到一类非阿贝尔量子霍尔态的矩阵模型。这些状态,这是以前介绍的Blok和温,从Wess-Zumino-Witten共形场论模型的共形块。我们表明,从矩阵模型计算的霍尔粘度与里德的结果相吻合,其中霍尔粘度是确定在相关的共形场论的主要运营商的权重。
2018-08-20 cond-mat.str-el hep-th
Fractional quantum Hall states as an Abelian group
我们证明了具有给定拓扑序的双层分数量子霍尔(Fractional Quantum Hall)态集合在一个新的乘积下形成一个有限阿贝尔群。这种群的结构使得从已知的态构造新的C3 H态成为可能。我们还引入了一个新的指数,它可以用来描述的拓扑顺序的B-H态。
2015-01-30 cond-mat.str-el hep-th
Thermopower as a Probe of Non-Abelian Quasiparticle Statistics in Fractional Quantum Hall States
本文已被一个新的预印本所取代:Kun Yang和Bertrand I。Halperin,arXiv:0901.1429.
2009-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Observable Bulk Signatures of Non-Abelian Quantum Hall States
我们发现,非阿贝尔量子霍尔态可以通过实验测量的温度依赖性的电化学势或轨道磁化。非阿贝尔统计量的预测信号在实验分辨率范围内,并且可以在现实情况下与其他贡献明确区分开来。建议的测量技术也有可能解决在低密度电子系统中的维格纳晶体和强相互作用的Luttinger液体制度的自旋有序转变。
2009-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Chern number matrix of the non-Abelian spin-singlet fractional quantum Hall effect
虽然阿贝尔拓扑序的内部结构已经很好的理解,如何刻画非阿贝尔拓扑序是一个突出的问题。我们提出了一个基于多体陈氏数矩阵的独特方案来刻画非阿贝尔多组分分数量子霍尔态。作为一个具体的例子,我们研究了拓扑平带模型中填充分数$ν=4/3$的二分量玻色子的多体基态。利用密度矩阵重整化群和精确对角化计算,我们证明了三体相互作用下非阿贝尔自旋单重态分数量子霍尔效应的出现,其拓扑性质由六重简并基态和分数量子化的陈数矩阵来分类.
2022-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Classification of Abelian and Non-Abelian Multilayer Fractional Quantum Hall States Through the Pattern of Zeros
分数量子霍尔(Fractional quantum Hall,缩写为HHH)态的一大类可以根据它们的零点模式来分类,零点模式描述了理想基态波函数在各种电子簇聚集在一起时趋于零的方式。在本文中,我们推广这种方法来分类多层OHH态。这样的分类导致了一类非阿贝尔多层量子态的构造,它们与$\hat{g}_k$仿费米子共形场论密切相关,其中$\hat{g}_k$是仿射单李代数。本文讨论了在$ν= 2/3$、4/5、4/7等实验条件下,这些非阿贝尔态中的某些最简单态出现在双层量子阱中的可能性。
2009-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Hall Effects in a Non-Abelian Honeycomb Lattice
研究了非阿贝尔蜂窝光晶格中的可调谐量子霍尔效应。我们发现,随着几种微扰相对强度的变化,量子霍尔效应呈现出不同的特征。即,规范场修饰的次近邻跃迁可以引起量子自旋霍尔效应,塞曼场可以引起所谓的量子反常谷霍尔效应,它包括两个具有相反陈数的量子霍尔态和反向传播的边缘态.当内谷自由度增大时,我们的研究扩展了蜂窝光晶格中量子霍尔效应的研究范围。
2015-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exact Parent Lattice Hamiltonian for One-Dimensional Non-Abelian Fractional Quantum Hall Liquids
本文提出了一族一维时间反演格点哈密顿量,其精确的基态是具有良好定义的总手征动量的玻色子非阿贝尔分数量子霍尔液体。这些哈密顿量描述了k-硬核玻色子,并涉及长程隧穿和相互作用过程,其振幅随弦距离衰减。当k=2时,基态是对应于Pfiran量子霍尔态的p波配对相位。这个家庭的非阿贝尔液体被证明是在一个家庭的非阿贝尔自旋k/2液体表现出隐藏的非局部秩序的一对一的对应关系。它们是由k个不可区分的共振价键态组成的总单线态。得到了相应的自旋母体哈密顿量。
2011-11-29 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Interference, Coulomb blockade, and the identification of non-abelian quantum Hall states
我们研究了分数量子霍尔机制下法布里-珀罗干涉仪中不同电子输运现象之间的关系。特别是,我们研究这些现象反映量子霍尔准粒子的统计方式。对于两个系列的状态,我们研究,一个阿贝尔和一个非阿贝尔,我们表明,从测量的最低阶干涉图样在一个开放的法布里-珀罗干涉仪的信息是相同的,可以从温度依赖性的库仑阻塞峰在一个封闭的干涉仪。我们认为,尽管两个系列的状态,干扰和库仑阻塞测量的实验签名之间的相似性很可能是能够区分阿贝尔和非阿贝尔状态,由于阿贝尔状态的局部扰动的敏感性,其中非阿贝尔状态是不敏感的。
2010-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Bilayer quantum Hall phase transitions and the orbifold non-Abelian fractional quantum Hall states
我们研究了在双层分数量子霍尔系统中,当层间隧穿和层间排斥被调谐时,可能发生的连续量子相变。我们引入了一个从粒子规范理论来描述一系列从(ppq)阿贝尔双层态到一组非阿贝尔双光子H态的连续跃迁,我们称之为轨道双光子H态,其中Z 4副费米子(Read-Rezayi)态是一个特例.这提供了一个例子,其中Z2电子分馏导致非阿贝尔拓扑相位。与这些轨道状态相关的朴素“理想”波函数和理想哈密顿量一般不对应于不可压缩相,而是位于附近的临界点。我们从零/顶点代数框架模式的角度讨论了这种不寻常的情况,并讨论了这些方法的概念基础的影响。由于这些非阿贝尔态在相图中接近(ppq)双层态,它们可能是实验相关的,既可以作为描述填充分数为8/3和12/5的单层系统中的平台的候选者,也可以作为在双层或宽量子阱中调谐到非阿贝尔态的一种方式。
2010-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological properties of Abelian and non-Abelian quantum Hall states from the pattern of zeros
我们证明了不同的阿贝尔和非阿贝尔分数量子霍尔态可以用整数序列{S_a}描述的零点模式来表征。本文将介绍如何利用数据{S_a}计算相应分数量子霍尔态的各种拓扑性质,如可能的准粒子类型数及其量子数,以及准粒子隧穿和模变换对环面上简并基态的作用。
2008-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el math-ph
Abelian parton state for the $ν=4/11$ fractional quantum Hall effect
我们考虑填充因子$ν=4/11$下的分数量子霍尔效应,其中两个独立实验观察到了发育良好且量化的霍尔平台。我们研究阿贝尔状态所描述的“$4\bar{2}1^{3}$“部分子波函数和数值证明它是一个合理的候选人在$ν=4/11$的基态。我们给出了$4\bar{2}1^{3}$边的低能有效理论,并对实验可测态的性质进行了预言。
2021-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Non-Abelian 3d Bosonization and Quantum Hall States
玻色化对偶性涉及两种不同的陈-西蒙斯物质理论,其中一方的玻色物质被另一方的费米子物质取代。我们首先描述了一个更一般的类非阿贝尔玻色化对偶。然后,我们探讨这些理论在量子霍尔制度的非相对论物理。玻色子理论存在于一个凝聚相,并允许已知形成非阿贝尔量子霍尔态的涡旋。我们要问的是,在费米理论中,同样的物理现象是如何产生的。我们发现,凝聚玻色子对应于一个完全充满朗道能级的费米子,而玻色子涡旋映射到费米子洞。我们证实了这两个理论的基态确实是由相同的量子霍尔波函数描述的。
2016-12-01 cond-mat.str-el hep-th
Transitions from Abelian composite fermion to non-Abelian parton fractional quantum Hall states in the zeroth Landau level of bilayer graphene
双层石墨烯的朗道能级中的电子-电子相互作用与传统半导体如GaAs的电子-电子相互作用明显不同。在双层石墨烯的零朗道能级,在非相对论第二朗道能级波函数占主导的轨道上,通过调节磁场,在填充因子为$1/2, ~2/5$和$3/7$时,可以诱导从阿贝尔复合费米子到非阿贝尔部分子分数量子霍尔态的拓扑量子相变.部分子态包含着奇异的任意子,它们可以用来存储和处理量子信息。有趣的是,在最近的实验中可能已经观察到了其中的一些跃迁[Huang \emph{et al.} arXiv:2105.07058]。
2022-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Non-Abelian spin Hall insulator
受扭曲MoTe2实验启发,本文提出在时间反演共轭Chern能带半填充下,通过能带混合减小短程自旋相互作用以稳定非阿贝尔自旋霍尔绝缘体,并发现15% moiré周期的相互作用减小即可实现该相。
2025-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Noise on the Non-Abelian $ν=5/2$ Fractional Quantum Hall Edge
最近对$ν=5/2$分数量子霍尔态的半整数热导的测量证实了它的非阿贝尔性质,使得潜在的拓扑序问题非常有趣。我们分析了三个最突出的非阿贝尔候选状态的边缘处的散粒噪声。我们表明,相对于边缘长度的噪声缩放,结合热导率,可用于实验区分Pfweian,反Pfweian,和粒子孔Pfweian边缘结构。
2020-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Mapping of Parent Hamiltonians: from Abelian and non-Abelian Quantum Hall States to Exact Models of Critical Spin Chains
本文介绍了具有任意自旋S的临界自旋链的精确模型,其中包括作为S=1/2特殊情况的Haldal-Shastry模型。在Half-Shastry模型中的自旋子服从阿贝尔半费米统计,而在这里介绍的一般模型中的自旋子服从非阿贝尔统计。这表现在分数动量间距的拓扑选择上。一般模型是通过将量子化霍尔态的精确模型映射到自旋链上而得到的。这本书开始与教学审查的所有相关模型,包括非阿贝尔统计在Pfidian霍尔状态,是可以理解的每一个学生与研究生课程的量子力学。
2011-09-28 cond-mat.str-el math-ph math.MP
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
Projective Construction of Non-Abelian Quantum Hall Liquids
利用一种广义的部分子构造方法--投影构造法,我们构造了许多非阿贝尔量子Hall(QH)态,其中包括填充分数为$ν=1/2$时的Pfenian态.投影构造允许我们计算构造的QH态的体积和边缘有效理论。我们举例说明如何利用体积有效理论计算环面上非阿贝尔QH液体的基态简并度。我们指出,有效理论的完整描述需要有效拉格朗日量和电子算符的定义。后者产生了所有的物理状态,并定义了理论的规范结构。
1998-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Landau-Ginzburg Theories for Non-Abelian Quantum Hall States
我们构造了分数量子霍尔态的朗道-金兹伯格有效场论--如Pfronan态--它表现出非阿贝尔统计。这些理论依赖于迈斯纳结构,它增加了非阿贝尔陈-西蒙斯理论的水平,同时投射出伴随的包络阿贝尔理论的不必要的自由度。我们在朗道能级填充因子$ν=1$的玻色子系统中描述了这种结构,其中非阿贝尔对称性是最低朗道能级的离散粒子-空穴对称性的动力学生成的SU(2)连续扩展。我们展示了准粒子物理学及其非阿贝尔统计是如何在朗道-金兹伯格理论中产生的。我们描述了它的关系,边缘理论-陪集建设中发挥的作用的迈斯纳投影-并讨论扩展到其他国家。
1998-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anyon Condensation and Continuous Topological Phase Transitions in Non-Abelian Fractional Quantum Hall States
在两组分量子霍尔系统中,我们发现在相同的填充分数下,分数量子霍尔态之间可能存在一系列连续的量子相变。这些可以通过调整层间隧穿和/或层间排斥来驱动。跃迁的一侧是Halperin(p,p,p-3)阿贝尔二分量态,而另一侧是非阿贝尔Z4 parafermion(Read-Rezayi)态。我们预测,过渡是一个连续的过渡在3D伊辛类。临界点由Z2规范的Ginzburg-Landau理论描述。这些结果对在ν= 2/3的双组分体系和在ν= 8/3的单组分体系的实验具有意义。
2010-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Non-Abelian Two-component Fractional Quantum Hall States
分数量子霍尔(Fractional Quantum Hall,简称FHH)态可以根据它们的零点模式进行分类,它描述了当各种电子簇聚集在一起时基态波函数中的零点的顺序。零点模式方法可以推广到多层/自旋非极化的量子态的系统分类,这导致了一类非阿贝尔多组分量子态的构建。本文讨论了我们发现的几种最简单的非阿贝尔双组分态,以及它们在双层体系中实验实现的可能性,如$ν= 2/3$、4/5、4/7、4/9、1/4等。
2009-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A classification of symmetric polynomials of infinite variables -- a construction of Abelian and non-Abelian quantum Hall states
无穷变量复波函数的分类是一个重要的问题,因为它关系到物质可能的量子态的分类。本文提出了一种利用无穷元对称多项式的零点模式来分类无穷元对称多项式的方法。这样的分类导致了一类简单的非阿贝尔量子霍尔态的建设,这是密切相关的parafermion共形场论。
2008-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el math-ph
Genons, twist defects, and projective non-Abelian braiding statistics
最近已经认识到,通过引入非本征缺陷,例如在常规量子霍尔态或拓扑绝缘体中的晶格位错或超导体-铁磁畴壁,可以在常规拓扑态中产生一般类别的非阿贝尔缺陷。在本文中,我们首先将这些缺陷与拓扑状态的对称性相关的外在扭曲缺陷的更广泛的概念方案。我们明确地研究了几类例子,包括$Z_2$和$Z_3$扭曲缺陷,其中具有N扭曲缺陷的拓扑状态可以映射到一个拓扑状态没有扭曲缺陷的属$g \propto N$表面。为了强调这种联系,我们把扭曲缺陷称为基因子。我们开发的方法来计算的genons的投影非阿贝尔编织统计,我们发现编织是由绝热模变换,或Dehn扭曲,有效的亏格g表面上的拓扑状态。我们研究这个投影编织统计和普通的非阿贝尔编织统计之间的关系时,基因子成为deconfined,有限能量激发。我们发现,编织一般是不同的,在马约拉纳的情况下,这打开了根本上新颖的行为的可能性。我们发现的情况下,基因具有量子维2,可用于通用拓扑量子计算(TQC),而主机拓扑状态本身是非通用的TQC。
2012-12-24 cond-mat.str-el hep-th
Hybrid Wannier Chern bands in magic angle twisted bilayer graphene and the quantized anomalous Hall effect
我们提出了一种方法来研究的强相互作用制度在扭曲的双层石墨烯使用混合Wannier函数,这是Wannier在一个方向和布洛赫在其他方面。我们着重讨论了由Bistritzer和MacDonald提出的连续介质模型给出的激活带,并讨论了相应的混合Wannier函数的性质。然后,我们采用的方法的填充$\pm 3$电子每个莫尔细胞的研究使用Hartree-Fock方法。我们讨论在长度不同的制度下,一个量子化的反常霍尔效应被认为是在这两个填充。
2021-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Abelian and non-abelian anyons in integer quantum anomalous Hall effect and topological phase transitions via superconducting proximity effect
本文研究了正方晶格上一类二分量霍尔模型所描述的量子反常霍尔效应。我们表明,后者可以转化为赝自旋三重态p+ ip波配对超流体。在长波长范围内,基态波函数由类似于双层量子霍尔效应的中性费米子的Halperin(1,1,-1)态描述。涡旋激发是电荷e/2阿贝尔任意子,携带中性狄拉克费米子零模。超导邻近效应诱导“层”之间的“隧穿”,这导致拓扑相变,从而狄拉克费米子零模式分馏和马约拉纳费米子出现在边缘状态。携带Majorana零模的电荷e/2涡旋激发是非阿贝尔任意子。邻近效应也可以驱动传统绝缘体进入具有Majorana边缘模和非阿贝尔涡旋激发的量子反常霍尔效应态。
2011-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Properties of Non-Abelian Fractional Quantum Hall States at Filling $ν=\frac{k}{r}$
计算了在一般填充$ν=\frac{k}{r}$下用Jack多项式描述的非阿贝尔分数量子霍尔态的物理性质。对于$r=2$,这些状态与$Z_k$ Read-Rezayi parafermion相同,而对于$r>2$,它们代表新的PDMATHH状态。乘以范德蒙行列式的$r=k+1$态是在费米子填充$2/5, 3/7, 4/9...$时的非阿贝尔替代态结构。我们得到了热霍尔系数、量子尺寸、电子标度指数,并表明非阿贝尔准孔具有一个定义明确的传播子,随着距离的增加而下降。杰克多项式的聚类特性提供了一个强有力的指示,即$r>2$的状态可以作为\emph{non-unitary}共形场论的场的传播子来获得,但是当调用CFT-BHH连接来计算诸如热霍尔系数或更重要的准空穴传播子之类的物理特性时,CFT-BHH连接失败。准空穴波函数,当写为杰克多项式的相干态表示时,在填充$ν=\frac{k}{r}$时,对于\emph{all}非阿贝尔态具有相同的结构。
2008-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Band mixing in the quantum anomalous Hall regime of twisted semiconductor bilayers
本文通过全面数值研究揭示能带混合在 $θ\leq 4^\circ$ 范围内对扭曲半导体双层 $t$MoTe$_2$ 竞争态能量与能隙有显著影响,为理解其分数量子反常霍尔效应相图奠定基础。
2024-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multiple Chern bands in twisted MoTe$_2$ and possible non-Abelian states
University of Tennessee(田纳西大学);Tsinghua University(清华大学);Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids(马克斯·普朗克固体化学物理研究所);Xiamen University(厦门大学)
研究发现扭曲双层MoTe₂中存在多重陈带,并通过计算探索了可能的非阿贝尔量子态。
2024-10-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Non-Abelian defects in Fracton phase of matter
物质的分形相是具有有限流动性的分形拓扑准粒子。各种各样的分形模型与阿贝尔激发已被提出和广泛的研究,而非阿贝尔分形相的候选人很少探索。本文研究了阿贝尔分形子模型中扭曲缺陷的影响。扭曲缺陷是通过引入一个承载任意子凝聚的分支切割线来发射的。特别是,这些扭曲的缺陷,改变不同类型的准粒子,携带投影非阿贝尔零模式。在途中,这样的缺陷可以通过沿着分支切口的强现场杂交来工程化,这在实验平台中提供了广泛的可调性和灵活性。扭曲缺陷与投影非阿贝尔Berry相位的编织为容错量子计算提供了一条新的途径。
2019-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Weak-field Hall Resistivity and Spin/Valley Flavor Symmetry Breaking in Magic-Angle Twisted Bilayer Graphene
在魔扭角附近,双层石墨烯莫尔超晶格的最低能量导带和价带变得非常窄。带色散仍然是敏感的云纹的应变模式,层之间的非局部隧道,填充因子依赖哈特里和交换带重正化。在这篇文章中,我们分析了这些带结构的细节的影响,在这个窄带系统中观察到的味道对称性破缺的模式,并在弱场霍尔和Schubnikov-de Haas磁输运测量揭示的费米表面重建的相关模式。
2021-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetization and Spin Excitations of Non-Abelian Quantum Hall States
通过研究特殊的多粒子相互作用哈密顿量,对非阿贝尔量子Hall态有了重要的认识,对于无自旋电子,其独特的基态是Moore-Read态和Read-Rezayi态.我们推广这种方法,包括电子自旋1/2自由度。我们证明,在没有塞曼分裂的基态这样的哈密顿量有很大的简并和非常丰富的自旋结构。基态和低能激发的自旋结构可以根据对应于摩尔-里德态的涌现SU(3)对称性来理解。这些具有不同自旋量子数的态代表具有不同磁化强度的非阿贝尔量子霍尔态,其准空穴性质可能与它们的自旋极化对应物相似。
2008-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
From Luttinger liquid to non-Abelian quantum Hall states
我们通过考虑由耦合相互作用的一维线组成的各向异性系统,建立了一个非阿贝尔分数量子霍尔态理论。我们表明,阿贝尔玻色子化提供了一个简单的框架,表征摩尔读取状态,以及更一般的读取Rezayi序列。这种耦合线结构提供了一个可解的哈密顿量制定的电子自由度,并提供了一个直接的路线来表征准粒子和边缘态的共形场论。这种构造导致了对共形场论陪集构造的简单解释,这是描述非阿贝尔态的一种强有力的方法。在本上下文中,当原始手征模式被细分为陪集扇区时,陪集构造出现,并且不同的扇区由于在“不同方向”上的耦合而获得能隙。耦合线结构也可以用来描述各向异性晶格系统,并提供了一个起点的分数和非阿贝尔陈氏绝缘体模型。本文还包括一个扩展的介绍阿贝尔量子霍尔态的耦合线结构,这是前面介绍的。
2011-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A non-Abelian parton state for the $ν=2+3/8$ fractional quantum Hall effect
FASTIONS结构是从研究$5/2$的偶数分母分数处的分数量子霍尔效应(Fractional quantum Hall effect,FASTIONS HE)中产生的。我们认为,在另一个偶数分母分数,即$ν=2+3/8$,其中一个发达的和量化的霍尔高原已在实验中观察到的EQUIPHE。我们研究了“$\bar{3}\bar{2}^{2}1^{4}$“部分子波函数所描述的非阿贝尔态,并数值证明了它是$ν=2+3/8$基态的可行候选者。我们预测实验可测量的性能的$\bar{3}\bar{2}^{2}1^{4}$状态,可以揭示其潜在的拓扑结构。
2022-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Detecting Non-Abelian Statistics in the nu=5/2 Fractional Quantum Hall State
在这封信中,我们提出了一个干涉实验,以检测非阿贝尔准粒子统计-的标志性特征之一的摩尔-阅读状态预计将描述所观察到的nu=5/2的EHE高原。的影响,使用这种状态构建一个拓扑保护量子位最近提出的达斯Sarma等。,也得到了解决。
2006-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fractionalizing Majorana fermions: non-abelian statistics on the edges of abelian quantum Hall states
我们研究了非阿贝尔统计特征系统,其中分数量子霍尔态的边缘上的反向传播的无带隙模式通过邻近耦合到超导体和铁磁体而被带隙。最明显的例子是分数量子自旋霍尔态,其中一个自旋方向的电子占据$ν= 1/m$的分数量子霍尔态,而相反自旋的电子占据与$ν= -1/m$相似的状态。然而,我们也提出了这样的系统,这是更容易实现实验的其他例子。我们发现,每个界面上的一个区域的边缘耦合到一个超导体和一个区域耦合到一个铁磁体对应于一个非阿贝尔任意子的量子尺寸$\sqrt{2m}$。我们计算与编织这些任意子的幺正变换,并表明它们能够实现一组更丰富的非阿贝尔表示的编织群比一组实现的非阿贝尔任意子的基础上马约拉纳费米子。我们既明确地进行这种计算,又应用一般的考虑。最后,我们表明,这些任意子的拓扑操纵不能实现通用的量子计算。
2012-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Robust Interlayer-Coherent Quantum Hall States in Twisted Bilayer Graphene
我们介绍了一种新的具有超强层间相互作用的二维电子系统,即具有大扭曲角的扭曲双层石墨烯,作为实现层间相干激子凝聚的理想基础。在这些系统中,亚纳米原子层之间的分离允许显着的层间相互作用,而层间电子隧穿是几何抑制由于大的扭曲角。通过充分利用这两个特性,我们证明了在第二朗道能级(N = 1)处出现了一系列具有层间相干性的奇整数量子霍尔态。值得注意的是,这些状态的能隙为1 K量级,比GaAs中的能隙大几个数量级。此外,还在实验上观察到了多种量子霍尔相变。所有的实验观测结果与我们的唯象模型计算基本一致。因此,我们建立了一个大扭转角系统是一个很好的平台,高温激子凝聚。
2022-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin polarized nematic order, quantum valley Hall states, and field tunable topological transitions in twisted multilayer graphene systems
我们从理论上研究了扭曲多层石墨烯系统中的关联绝缘态、量子反常霍尔(QAH)态以及不同关联态之间的场诱导拓扑跃迁。以扭曲双层单层石墨烯和扭曲双层石墨烯为例,研究了在有限位移场下,两个体系在1/2平带填充处都处于自旋极化的$C_{3z}$ -破缺绝缘体态,且Chern数为零.在某些情况下,这些自旋极化的,非线性绝缘体状态是在量子谷霍尔相位凭借非平凡的能带拓扑的系统。当只考虑谷内库仑作用时,自旋极化绝缘体态与谷极化绝缘体态是准简并的。这种准简并可以通过原子的原位相互作用分裂,使得自旋极化的基态成为唯一的基态。这种情况适用于1/2填充的各种扭曲多层石墨烯系统,因此可以被认为是通用机制。此外,在垂直磁场作用下,多层石墨烯体系中的轨道塞曼分裂和场致电荷密度变化会与原子Hubbard相互作用相互竞争,从而在小起始磁场作用下驱动自旋极化零陈数态向谷极化QAH态的跃迁.
2021-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exciton band topology in spontaneous quantum anomalous Hall insulators: applications to twisted bilayer graphene
我们揭示了量子反常霍尔(QAH)绝缘体的中性粒子-空穴对激发的拓扑特征,这些绝缘体的导带和价带近似平坦,具有相等和相反的非零陈数。使用一个完全可解的模型,我们表明,潜在的能带拓扑结构的影响的质量中心和相对运动的粒子-空穴束缚态。这导致拓扑激子带的形成,其特征是强大的色散和Berry曲率的不均匀性。我们将这些想法应用到最近报道的对称性破缺自发QAH绝缘体在衬底对齐魔角扭曲双层石墨烯。
2021-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological Order with a Twist: Ising Anyons from an Abelian Model
任意子模型在其拓扑荷的某些排列下可以是对称的。然后,我们可以设想拓扑缺陷,在单值性下,根据对称性变换任意子。我们研究了实现这样的缺陷的环面代码模型,表明缺陷编织和融合的过程中有相同的结果,如果他们是伊辛任意子。这些思想也可以应用在拓扑码的上下文中。
2010-07-28 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Correlated interlayer quantum Hall state in large-angle twisted trilayer graphene
Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST)(大邱庆北科学技术院);Ulsan National Institute of Science and Technology(蔚山科学技术院);University of Seoul(首尔大学);Pohang University of Science and Technology(浦项科技大学);National Institute for Materials Science(物质材料研究机构);Korea Advanced Institute of Science and Technology(韩国科学技术院);Institute for Basic Science(基础科学研究所)
研究发现大角度扭曲三明治石墨烯中存在相关层量子反磁相,包括解析螺旋边缘输运和激发有序。
2025-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
SU(m) non-Abelian anyons in the Jain hierarchy of quantum Hall states
我们表明,不同类别的拓扑秩序可以区分的动力学对称代数的边缘激发。当这个代数是最大可能的时,基本拓扑序被实现,这个代数是量子面积保持的代数,称为$W_{1+\infty}$。我们认为,这种顺序是实现在分数量子霍尔态的Jain层次,并表明它是更强大的比标准的阿贝尔陈-西蒙斯顺序,因为它有一个较低的纠缠熵由于准粒子任意子激发的非阿贝尔字符。它们的行为类似于SU($m$)夸克,其中$m$是层次结构中组分的数量。我们提出拓扑纠缠熵作为检测这些量子霍尔夸克存在的实验度量。$ν= 2/5$分数量子霍尔态中的非阿贝尔任意子可能是实现拓扑量子计算的量子比特的主要候选者。
2010-07-30 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Anyon condensation, topological quantum information scrambling, and Andreev-like reflection of non-Abelian anyons in quantum Hall interfaces
量子信息置乱是将局域信息扩展为整个量子多体系统中的相关信息。这一概念已成为不同背景下的中心议题。在这项工作中,我们重申了量子霍尔界面中任意子凝聚和拓扑量子信息置乱之间的联系。我们考虑了阿贝尔Halperin-330态和非阿贝尔Read-Rezayi态之间的界面。我们显式地验证接口可以完全间隙。这使得阿贝尔任意子携带的局域赝自旋信息转化为完全由非阿贝尔量子霍尔液体中的任意子存储的拓扑信息,而界面上没有存储的加扰信息。结合我们以前的工作[K. K. W.妈妈和K。Yang,Phys.Rev.B105,045306(2022)],我们的结果证明了加扰机制对界面间隙的依赖性。本文还讨论了非阿贝尔任意子在完全带隙界面上的Andreev反射。
2022-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Electron and Quasiparticle Exponents of Haldane-Rezayi state in Non-abelian Fractional Quantum Hall Theory
基于具有隐自旋SU(2)对称性的手征费米子模型(或Weyl费米子模型),计算了Haldane-Rezayi(HR)分数量子Hall(HHH)态的准粒子传播子.对于每个总自旋和总动量,手征费米子模型的谱与描述HR态边缘谱的SU(2)c = -2模型的谱相同.
1997-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Non-Abelian Fermionization and the Landscape of Quantum Hall Phases
最近提出的2+1维非阿贝尔玻色子-费米子对偶,在道义上联系$U(k)_N$和$SU(N)_{-k}$陈-西蒙斯物质理论,提供了一个新的平台,探索景观的非阿贝尔量子霍尔态从阿贝尔复合粒子的理论。在这里,我们专注于对偶相关理论的阿贝尔量子霍尔态的玻色子或费米子的非阿贝尔“复合费米子”部分填充朗道能级的理论。我们表明,这些对偶预测特殊的填充分数,阿贝尔和非阿贝尔复合费米子理论出现能够托管不同的拓扑有序的基态,一个阿贝尔和其他非阿贝尔,$U(k)_2$ Blok-Wen状态。而不是在与二元性冲突,我们认为,这些结果表明意外的动态中,红外线和最低朗道能级限制未能跨越二元性。在这种情况下,非阿贝尔拓扑顺序可以不稳定,有利于阿贝尔基态,这表明存在一个相变之间的阿贝尔和非阿贝尔状态,可能是一阶。我们还将这些结构推广到其他非阿贝尔费米子-费米子对偶,在此过程中获得新的衍生物的各种成对的复合费米子相位使用对偶,包括反Pfweian状态。最后,我们描述了如何,在多层结构中,激子配对的复合费米子跨$N$层也可以产生家庭的Blok-Wen态与$U(k)_2$拓扑顺序。
2020-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th