Bilayer mapping of the paired quantum Hall state: Instability toward anisotropic pairing
填充因子为$ν=5/2$的成对量子霍尔（QH）态的最主要候选者之一是摩尔-里德（MR）Pfiran态。然而，一个突出的问题是，它并不完全发生在库仑相互作用，而是在一个修改的相互作用，这有利于粒子-空穴对称性破缺。为了找到一个更好的状态，在这项工作中，我们研究了成对的QH态和反对称双层基态之间可能的联系，这是由一个有趣的身份启发的，即MR Pfronan态完全等价于称为Halperin（331）态的双层QH态的反对称投影，这在层间距离$d$，大约等于磁场长度，$l_{\rm B}$。具体来说，通过使用精确的对角化的环面几何，我们表明，在一个给定的Haldom赝势变化的确切$5/2$状态是密切相关的反对称双层基态在相应的$d/l_{\rm B}$通过一对一的映射，我们称之为双层映射。其中最重要的发现之一是库仑相互作用下的成对QH态被映射到$d \gg l_{\rm B}$的反对称化双层基态上，它等价于两个复合费米子海在四分之一填充时的反对称化乘积态，而不是MR Pfmillan态.在保持与成对QH态的高度重叠的同时，$d \gg l_{\rm B}$处的反对称双层基态在小的各向异性的影响下表现出突变。这表明在库仑相互作用下发生的成对QH状态可能易受各向异性不稳定性的影响，从而打开了各向异性$p_x$或$p_y$ -波配对而不是MR Pfwean/anti-Pfwean状态中的$p_x …
2014-12-08 cond-mat.str-el
Paired parton quantum Hall states: a coupled wire construction
分数量子霍尔态是存在于半满电子朗道能级中的不可压缩非阿贝尔拓扑流体，其中存在平衡的电子和空穴布居。它们产生半积分量子霍尔平台，将整数量子霍尔（IQH）状态之间的临界跃迁分开。另一方面，也有阿贝尔量子H态，如Laughlin态，可以理解使用部分子，这是费米子的电子division. In本文中，我们提出了一个新的家庭的不可压缩的配对部分子量子H态填充$ν=1/6$（模1），出现在IQH状态和阿贝尔量子H态填充$ν=1/3$（模1）之间的临界跃迁。这些成对的部分子态起源于一个半充满的部分子朗道能级，其中有等量的部分子和空穴。它们一般支持伊辛类任意子准粒子激发，并携带非阿贝尔Pfronan拓扑序（TO）的部分子。我们证明了这些配对部分子状态的原则存在使用精确可解的相互作用的电子线阵列下的磁场。此外，我们还建立了部分子的粒子-空穴（PH）对称性的新概念，并将PH对称的部分子PfnanTO与三维分数拓扑绝缘体的带隙对称面TO联系起来.
2018-12-04 cond-mat.str-el
Dipolar bogolons: from superfluids to Pfaffians
我们研究Bogoliubov准粒子的结构，“bogolons”，费米子激发的配对超流体，产生费米子（BCS）配对，包括中性超流体，超导体，和成对的量子霍尔态。静止准粒子的简单构造忽略了对场的形变，这导致了一个矛盾：它携带着一个净电流，即使它不运动。然而，对场的处理自洽地解决了这个问题：在中性超流体中，偶极电流模式与总电流为零的准粒子相关联。当包括麦克斯韦电动力学时，对于超导体来说，这种模式被限制在穿透深度上。对于复合费米子的成对量子霍尔态，麦克斯韦项被陈-西蒙斯项取代，这导致偶极电荷分布，从而导致偶极电流模式。
2012-12-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Gauge symmetry in Kitaev-type spin models and index theorems on odd manifolds
构造了蜂窝晶格上的自旋- $\frac{1}2$模型，它是Kitaev模型的推广.通过对该模型的基态区--无涡区的研究，分析了系统的拓扑相。基本上有两个阶段，A阶段和B阶段。通过将基态扇区映射到正方形晶格上具有可调配对参数的无自旋费米子的一般p波配对态，可以研究A相和B相的行为。在这个p波配对态理论中，A相被证明是强配对相，绝缘相。B相可以是带隙或无隙的，这取决于广义反转对称性是否破缺。带隙的B是由无自旋费米子的摩尔-里德-普费米子态或空穴的反普费米子态描述的弱配对相，取决于下一个最近邻跳跃幅度的符号。在带隙的B相中发现了一个介于Pfnanan态和反Pfnanan态之间的相变。此外，我们还证明了在我们的模型中存在一个隐藏的SU（2）规范对称性。在带隙的B相中，基态具有非平凡的拓扑数、光谱第一陈数或手征中心荷，反映了边缘态的手征反常。我们证明了拓扑数是约化的η-不变量，并且通过2+1维的指标定理证明了这种反常可以被SO（3）群的体Wess-Zumino项抵消.
2008-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
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
Even denominator fractional quantum Hall states in higher Landau levels of graphene
分数量子霍尔效应领域的一个重要进展是提出了在GaAs量子阱中二维电子轨道指数为$n = 1$的朗道能级中观察到的5/2态起源于复合费米子的手征$p$ -波配对态，该复合费米子是电子和量子化涡旋的拓扑束缚态。这种状态在理论上可以用一个“普夫朗”波函数或它的空穴伙伴反普夫朗来描述，它的激发既不是费米子也不是玻色子，而是服从非阿贝尔辫子统计的马约拉纳准粒子。这激发了容错拓扑量子计算的想法，也激发了对具有奇异准粒子的其他状态的搜索。在这里，我们报告单层石墨烯的实验，显示出明确的证据意想不到的偶数分母分数量子霍尔物理在$n=3$朗道水平。我们数值研究了已知的偶分母分数量子霍尔效应的候选态，包括Pfundan，粒子-空穴对称Pfundan，和221-部分子状态，并得出结论，其中，221-部分子似乎是一个潜在的合适的候选人来描述实验观察到的状态。像Pfidian一样，这种状态被认为是具有非阿贝尔辫子统计的准粒子的港湾
2019-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Energy minimization of paired composite fermion wave functions in the spherical geometry
该研究对球面几何中配对复合费米子波函数进行能量最小化，发现ℓ=-1通道能量显著低于Moore-Read波函数，ℓ=3和ℓ=1通道优化效果有限，热力学极限下能量趋于一致。
2023-09-29 cond-mat.str-el nucl-th
$\mathrm{U}(2)$ 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
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
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
Interlayer Pairing Symmetry of Composite Fermions in Quantum Hall Bilayers
研究了量子霍尔双层膜中复合费米子层间配对态的配对对称性。基于Halperin-Lee-Read理论，在小动量展开下，采用超越首阶贡献的随机相位近似，分析了长程库仑相互作用和Chern-Simons规范涨落的影响，发现相对角动量为$l=+1$的层间配对态在能量上有利于填充$ν=\frac{1}{2}+\frac{1}{2}$和$\frac{1}{4}+\frac{1}{4}$ .由于长程库仑相互作用和Chern-Simons项的相互作用，层间密度-电流相互作用提高了含$\pm l$的态间的简并度。
2017-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
We propose an effective field theory (EFT) of fractional quantum Hall systems near the filling fraction $ν=5/2$ that flows to pertinent IR candidate phases, including non-abelian Pfaffian, anti-Pfaffian, and particle-hole Pfaffian states (Pf, APf, and PHPf). Our EFT has a 2+1$d$ O(2)$_{2,L}$ Chern-Simons gauge theory coupled to four Majorana fermions by a discrete charge conjugation gauge field, with Gross-Neveu-Yukawa-Higgs terms. Including deformations via a Higgs condensate and fermion mass terms, we can map out a phase diagram with tunable parameters, reproducing the prediction of the rece…
2020-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
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
A discretized Chern-Simons gauge theory on arbitrary graphs
在本文中，我们展示了如何离散的阿贝尔陈-西蒙斯规范理论上的一般平面格/图（有或没有平移对称）嵌入任意二维封闭定向流形。我们发现，只要一个一对一的顶点和面孔之间的对应关系可以在图上定义，使每个面是配对与相邻顶点（反之亦然），离散化的陈-西蒙斯理论可以构建一致。我们进一步验证了离散化后的Chern-Simons规范理论的所有基本性质都保持不变。此外，我们发现，这样的一一对应的存在不仅是离散化的陈-西蒙斯规范理论的充分条件，但离散化的理论是非奇异的，并保持一些关键性质的拓扑场论，这种对应也是一个必要的。然后将提供一个具体的例子，其中我们离散的陈-西蒙斯规范理论的四面体。
2015-09-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el hep-th
Orbitally Tuned Composite-Fermion Pairing Transitions in Bilayer Graphene
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
通过调控轨道组成，研究双层石墨烯中复合费米子的金属到超流相变，并发现非阿贝尔序的可能
2026-10-19 cond-mat.mes-hall 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
Topological pairing of composite fermions via criticality
本研究利用有效偶极子表示揭示5/2填充分数量子霍尔效应中复合费米子的拓扑配对起源，解析了马约拉纳费米子解禁闭的临界点，并阐明相互作用形式对系统配对倾向的影响。
2024-09-11 cond-mat.mes-hall 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
Composite fermi liquids in the lowest Landau level
研究了在一般填充$ν= \frac{1}{n}$下的最低朗道能级（LLL）极限下的复合费米液体（CFL）态。我们从旧的观察开始，在可压缩状态下，最低朗道能级上的复合费米子应该被看作是一个带有涡旋的电中性粒子。这导致了CFL的有效理论中缺少Chern-Simons项。我们在这里认为，而不是一个贝里曲率应该封闭的复合费米子的费米面，与总贝里相位固定的填充分数$ϕ_B=-2πν$。我们用填充分数为$ν=1/2q$的费米子和填充分数为$ν=1/(2q+1)$的（单组分和双组分）玻色子的CFL来说明这一点。Berry相导致包括热传导和自旋霍尔传导在内的输运性质的急剧后果，这在RPA近似中不同于标准的Halperin-Lee-Read预测。我们强调，这些结果只依赖于LLL限制，并不需要粒子-空穴对称性，这是目前微观上只为费米子在$ν=1/2$。然而，我们表明，现有的复合费米液体玻色子在$ν=1$的LLL理论确实有一个紧急的粒子-空穴对称性。我们将这种粒子-空穴对称性解释为$ν=0$的空态和$ν=2$的玻色子整数量子霍尔态之间的变换。这种理解使我们能够定义各种玻色子量子霍尔态的粒子-空穴共轭，我们用玻色子Jain和Pfaffian态来说明这些态。玻色子粒子-空穴对称性可以在三维玻色子拓扑绝缘体表面精确实现。我们还表明，与粒子-空穴和自旋$SU(2)$旋转对称性，有没有带隙的拓扑相位的玻色子在$ν…
2016-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological BF field theory description of topological insulators
拓扑场论普遍地描述了物质的拓扑相，就像朗道-金兹伯格场论描述物质的破缺相一样。我们建议，拓扑绝缘体在二维和三维的阿贝尔$BF$理论的版本描述。对于二维拓扑绝缘体或量子自旋霍尔态，这种描述本质上等价于一对Chern-Simons理论，与该相位作为成对整数量子霍尔效应态的实现一致。当$π$通量穿过该状态时，可以从产生的局部激励激发$BF$描述。对于三维拓扑绝缘体，$BF$描述不太明显，但相当通用：当时间反演对称性保持时，它包含无隙表面狄拉克费米子，并产生“轴子电动力学”，即，电磁$E \cdot B$项，当时间反演对称性被破坏并且表面有间隙时。正如改变2D Chern-Simons理论的系数和电荷允许从整数态开始获得分数量子霍尔态一样，$BF$理论也可以用点状和线状物体的分数统计来描述（在宏观水平上）分数3D拓扑绝缘体。
2010-12-03 cond-mat.str-el hep-th
Spontaneous polarization of composite fermions in the $n=1$ Landau level of graphene
受最近实验的启发，这些实验揭示了$n=1$石墨烯朗道能级中的扩展分数量子霍尔态，并提出了自旋自由度的重要作用[Amet { \em et al.}，纳特。普通。{ \bf 6}，5838（2014）]，我们对具有不同自旋极化的分数量子霍尔态之间的竞争进行了精确的定量研究。我们发现分数量子霍尔效应可以用复合费米子来描述，但自旋物理性质与$n=0$ Landau能级有本质的不同.特别地，对于填充因子为$n/(2n\pm 1)$的态，精确对角化和复合费米子理论都表明，基态是完全自旋极化的，并且即使在塞曼耦合消失的极限下也支持稳健的自旋波模式。因此，即使形成了复合费米子，将它们视为弱相互作用粒子的平均场描述也会失效，它们之间的交换相互作用足够强，可以通过诱导全自旋极化来引起行为的质的变化。我们还验证了完全自旋极化的复合费米海在$n=1$石墨烯朗道能级的相关半填充处具有比成对的Pfenan态更低的能量，表明在$n=1$石墨烯朗道能级的半填充处缺乏分数量子霍尔效应。
2018-02-17 cond-mat.str-el
