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
Nonconventional odd denominator fractional quantum Hall states in the second Landau level
本文报道在朗道能级填充因子为$ν=2+6/13$的二维电子气的第二朗道能级中观察到一个新的分数量子霍尔态。我们发现,非相互作用复合费米子模型可以解释2+1/3和2+2/3态的能隙大小。然而,同样的模型不能解释2+2/5态和新观察到的2+6/13态的能隙,这表明这两个态是外来起源的。然而,较弱的2+2/5和2+6/13状态偏离显着,表明这些状态是外来的起源。
2010-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Energy gap of the even-denominator fractional quantum Hall state in bilayer graphene
University of California at Santa Barbara(加州大学圣塔芭芭拉分校);University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);Lawrence Berkeley National Laboratory(劳伦斯伯克利国家实验室);National Institute for Materials Science(国立材料研究所);University of Pittsburgh(匹兹堡大学)
本研究通过双层石墨烯中输运激活和化学势测量,确定了偶数分母分数量子霍尔态的能量间隙,并解释了实验结果与理论预期的差异。
2023-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Study of polarization of even-denominator fractional quantum Hall states in SU(4) Graphene
Indian Institute of Technology (IIT) Bombay(印度理工学院孟买分校);Indian Institute of Engineering Science and Technology, Shibpur(印度工程科学技术学院希布普尔分校)
该研究针对SU(4)石墨烯中ν=1/2、1/4的偶数分母分数量子霍尔态,运用Chern-Simons规范场理论分析其极化态的变分波函数与基态能量,通过电子附加通量组合选取低能态。
2026-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological phase transitions between bosonic and fermionic quantum Hall states near even-denominator filling factors
Physics Department, Technion(理工学院物理系);Department of Condensed Matter Physics, Weizmann Institute of Science(魏茨曼科学研究所凝聚态物理系)
研究费米子ν=8和玻色子ν=2量子霍尔态之间的量子临界点,通过部分子框架将其映射为四个中性狄拉克费米子与多个阿贝尔Chern-Simons U(1)规范场耦合的质量级联变化,揭示至少八个不同相变和七个中间拓扑有序相。
2026-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Disorder broadening of even denominator fractional quantum Hall states in the presence of a short-range alloy potential
研究了一系列二维合金无序电子气中$ν=7/2$和$ν=5/2$分数量子霍尔态的能隙。我们发现,在这两个填充因子的差距有相同的抑制率与合金无序。从Morf和d'Ambrumenil提出的模型中获得的合金样品中的无量纲本征间隙与数值结果一致,但大于文献中发表的原始样品实验中获得的间隙。无序加宽参数具有较大的不确定性。然而,修改后的分析依赖于共享的本征间隙产生一致的结果为$ν=5/2$和$7/2$分数量子霍尔态,并建立了无序加宽参数和合金浓度之间的线性关系。此外,我们发现,我们可以分开的远程和短程散射的无序加宽的贡献。
2020-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Insulating and Fractional Quantum Hall States in the N=1 Landau Level
本文报道了二维电子在第一激发朗道能级上的新绝缘相的观测结果。这些状态表现为再入整数量子化霍尔效应,与在nu=7/2和5/2处发展良好的偶数分母分数量子化霍尔态以及在nu=3+1/5和3+4/5处的新奇数分母态一起存在。
2001-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Possible Pairing-Induced Even-Denominator Fractional Quantum Hall Effect in the Lowest Landau Level
我们报告我们的理论研究,指出在$ν=3/8$部分自旋极化的分数量子霍尔效应的可能性。这里提出的不可压缩态的物理学涉及自旋反转扇区中复合费米子的p波配对。实现这种状态的温度和磁场制度的估计。
2002-03-13 cond-mat.mes-hall
Cascade of Even-Denominator Fractional Quantum Hall States in Mixed-Stacked Multilayer Graphene
研究在混合堆叠五层石墨烯中观测到从 ν=−5/2 到 −13/2 的偶分母 FQH 态级联,并结合相变调控、六重简并和手性引力子谱证明其可能为可调的非阿贝尔 Moore-Read 拓扑相。
2025-07-28 cond-mat.mes-hall 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
Exploring Quantum Hall Physics at Ultra-Low Temperatures and at High Pressures
超低温冷却和高静水压技术的使用大大扩展了我们对局限于GaAs/AlGaAs结构的二维电子气的理解。本章回顾了一组选定的实验,采用这些专门的技术在分数量子霍尔态和带电有序相的研究,如再入整数量子霍尔态和量子霍尔态。讨论的主题包括一个成功的冷却技术,新的奇数分母分数量子霍尔态,新的运输结果,偶数分母分数量子霍尔态和再入整数量子霍尔态,和相变观察到的半满朗道水平。
2021-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Even-Denominator Fractional Quantum Hall State at Filling Factor ν = 3/4
分数量子霍尔态(Fractional quantum Hall states,简称FHS)是低无序二维电子系统中电子-电子相互作用超过热能和动能的奇异相。特别有趣的是在偶数分母朗道能级填充因子下观察到的那些准粒子,因为它们的准粒子通常被认为服从非阿贝尔统计,并且在拓扑量子计算中有潜在的用途。然而,这样的状态是非常罕见和脆弱的,并且通常在具有最低无序量的2D电子系统的激发朗道能级中观察到。在这里,我们报告了在具有极高质量(迁移率)的GaAs 2D孔系统中观察到填充因子v = 3/4的新的且意想不到的偶分母FQHS。我们的磁输运测量揭示了纵向电阻在ν = 3/4处的强最小值,伴随着以(h/e2)/(3/4)为中心的发展中的霍尔平台。这种偶分母的双折射是非常不寻常的,因为它是在最低朗道能级和二维空穴系统中观察到的。虽然它的起源尚不清楚,但它可能是一种非阿贝尔态,来自复合费米子之间的残余相互作用。
2022-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Even-denominator fractional quantum Hall states in the zeroth Landau level of ABA trilayer graphene
Indian Institute of Science(印度科学研究所);National Institute for Materials Science(物质材料研究机构);Physical Research Laboratory(物理研究实验室);Institute of Mathematical Sciences(数学科学研究所);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立研究所)
研究 ABA 三层石墨烯零朗道能级中偶数分母分数量子霍尔态,通过实验观察到特定分数态及相关子态,确定其出现在特定位移场窗口与朗道能级交叉处,发现是朗道能级混合及反演对称性破缺所致,拓展了该领域并建立了可调平台。
2026-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Selective braiding of different anyons in the even-denominator fractional quantum Hall effect
Weizmann Institute of Science(魏茨曼科学研究所);National Institute for Materials Science(物质材料研究机构)
本研究通过可调谐干涉仪实现偶数分母量子反磁效应中不同任意子的编织,测量了统计相位并观察到任意子隧穿行为。
2026-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Developing fractional quantum Hall states at even-denominator fillings 1/6 and 1/8
在超高纯度GaAs二维电子系统中,实验发现偶数分母填充因子1/6和1/8处发展出分数量子霍尔态,可能由复合费米子配对稳定,并可能容纳非阿贝尔任意子激发。
2025-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tilt-Induced Phase Transitions in Even-Denominator Fractional Quantum Hall States at the ZnO Interface
在倾斜磁场中,ZnO量子阱中的偶分母分数量子霍尔态显示了有趣的相变。我们已经分析了平面电子气在ZnO中,限制在一个抛物线的潜力在第三个维度,垂直于平面的电子气。由于朗道能级间隙在这个系统中非常小,我们已经包括了屏蔽库仑势,以便包括所有朗道能级的影响。我们观察到倾斜场诱导的不可压缩态-可压缩态的相变.此外,实验发现5/2态在该系统中缺失。然而,我们建议,更宽的量子阱可能有助于稳定在5/2填充因子的不可压缩相。
2016-06-28 cond-mat.mes-hall
Exact Quantization of Even-Denominator Fractional Quantum Hall State at $ν$=5/2 Landau Level Filling Factor
我们报告的超低温实验上的模糊分数量子霍尔效应(HALHE)朗道能级填充因子$ν$ =5/2在一个非常高的迁移率样品的$μ=1.7 \times 10^7$ cm $^2$ /Vs。我们实现了电子温度低至$\sim$ 4~mK,在那里我们观察到消失$R_{xx}$,并首次,一个量化的霍尔电阻,$R_{xy}=h/(5/2e^2)$到2 ppm内。在相邻奇分母状态$ν$ =7/3和8/3处的$R_{xy}$也被量化。在这些分数填充下的$R_{xx}$ -最小值的温度依赖性产生活化能间隙$Δ_{5/2}$ = 0.11 K,$Δ_{7/3}$ = 0.10 K,和$Δ_{8/3}$ = 0.055 K。
1999-07-23 cond-mat.mes-hall
Even denominator fractional quantum Hall state in bilayer graphene
双层石墨烯(BLG)的多组分性质以及在各种基态阶数之间可控地调谐的能力使其成为探索相互作用驱动现象的丰富系统。在分数量子霍尔效应(Fractional quantum Hall effect,缩写为HHE)机制中,BLG的独特朗道能级谱预计将支持可由电场和磁场两者调谐的非阿贝尔偶分母态。然而,观察这种状态(预计比传统系统更强)显然很困难。在这里,我们报告的一个强大的甚至分母在高流动性,双栅BLG设备的传输测量。我们证实,能隙的稳定性可以灵敏地调整和映射的相图。我们的结果建立BLG作为一个动态的新平台,研究拓扑基态与可能的非阿贝尔激发。
2017-05-24 cond-mat.mes-hall
Aharonov-Bohm Interference in Even-Denominator Fractional Quantum Hall States
Weizmann Institute of Science(魏茨曼科学研究所);National Institute for Materials Science(国立材料研究所)
研究了偶数分母分数量子霍尔态中的阿哈罗诺夫-玻姆干涉,通过法布里-珀罗干涉仪观察到相干干涉现象,并探讨了准粒子电荷和统计相位特性。
2024-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Pairing symmetry transitions in the even-denominator FQHE system
在边缘理论的框架下讨论了双层系统中从一对量子霍尔态到另一个量子霍尔态的跃迁。从Haldane-Rezayi态的边缘理论出发,证明了双层系统的荷电效应破坏了赝自旋的SU(2)对称性,使边缘理论中描述赝自旋扇区的费米子场的中心荷和共形维数发生了移动.这对应于复合费米子图像中从Haldane-Rezayi态到Halperin 331态的跃迁,或从单重d波到三重p波ABM型配对态的跃迁。在考虑层间隧穿的情况下,讨论了$ν=5/2$成对双层系统的隧穿速率-电容相图。
2001-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Unconventional anisotropic even-denominator fractional quantum Hall state in a system with mass anisotropy
在相互作用的二维电子系统(2DES)中,在半满朗道能级上观察到的分数量子霍尔态(Fractional quantum Hall state,简称FHHS)是最奇异的物质态之一,因为它的准粒子被认为是具有非阿贝尔统计的马约拉纳。在这里,我们证明了这样一个国家在一个新的2DES具有较强的带质量各向异性的意想不到的存在。我们所观察到的这些小行星具有不寻常的特征。虽然它的霍尔电阻在低温下是量子化的,但它表现出高度各向异性的面内输运,类似于可压缩的条纹/双电荷密度波相位。更令人吃惊的是,各向异性在低于临界温度时突然发生,这表明存在有限温度相变。我们的观察结果突出了各向异性如何修改2DES的多体相位,并应进一步推动围绕神秘的偶数分母的讨论。
2018-11-17 cond-mat.mes-hall
Even-denominator fractional quantum Hall state in conventional triple-gated quantum point contact
由于偶分母态可能在未来量子技术中应用,因此引起了人们的广泛关注。在这封信中,我们首先报告了3/2对角电阻,表明在高迁移率(而不是超高迁移率)单层二维(2D)GaAs晶片上制造的纳米尺寸的三栅量子点接触(QPC)中存在3/2态。中心栅极在实现QPC的3/2状态中起着至关重要的作用。我们使用传统的QPC器件观察到3/2态,这是半导体量子器件的合适构建模块,为基于半导体的量子技术的发展铺平了新的道路。
2022-02-01 cond-mat.mes-hall
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
A study of the fractional quantum Hall effect: Odd and even denominator plateaux
我们提出了一种不同的方法来分数量子霍尔效应(Fractional quantum Hall effect,简称FQHE),将其聚焦为在磁场的作用下,在存在电离杂质的静电势的情况下,二维电子气(2DEG)中每个电子的哈密顿量的对称性发生变化的结果,并导致朗道能级退化的破坏。随着磁场的增加,静电势的影响也在变化,从而改变了哈密顿量的空间对称性:从连续到离散。这两项工作的目的是给一个不同的图片,不仅是量子霍尔效应的现象,但一个相干的整数量子霍尔效应(IQHE)和已在Hidalgo 7,8,9中描述的模型一致。因此,该模型给出了两种效应的全局视图,表明它们是同一现象的各个方面,并且不仅证明了奇数分母平台的出现,而且证明了偶数分母平台的出现;并且给出了实验事实的一些物理原因,即奇数分母平台比偶数分母平台多得多,几乎没有观察到
2013-11-19 cond-mat.mes-hall
Odd- and even-denominator fractional quantum Hall states in monolayer WSe$_2$
单层(ML)半导体过渡金属二硫属化物(TMD)代表了一类独特的二维(2D)电子系统。它们的原子薄结构-就像石墨烯一样-促进了栅极可调性,而相当大的带隙和强的自旋轨道耦合有望实现石墨烯以外的特性。在大磁场下的测量揭示了一种不寻常的LL结构,与其他二维电子系统不同。然而,由于有限的样品质量和不良的电接触,探测最低的朗道能级(LLS)一直具有挑战性,并在分数填充的LLS制度的电子相关性的观察一直是不可能的。通过体电子可压缩性测量,我们研究了ML WSe $_2$在极端量子极限下的LL结构,并在最低的三个LL中观察到分数量子霍尔态.奇数分母的CRYOH序列显示出与LL轨道指数的系统演化,这在任何其他系统中都没有观察到,但与一般的理论预期一致。此外,我们在第二个LL中观察到一个偶数分母状态,该状态预计将承载非阿贝尔统计。我们的研究结果表明,二维半导体可以提供一个实验平台,非常类似于量子霍尔制度的理想化理论模型。
2020-07-15 cond-mat.mes-hall
Valley-tunable, even-denominator fractional quantum Hall state in the lowest Landau level of an anisotropic system
分数量子霍尔态(HHS)在偶数分母朗道能级填充因子($ν$)是主要的兴趣,因为它们被预测为主机异国情调,拓扑状态的物质。我们在这里报告的观察在$ν=1/2$在一个二维的电子系统的质量非常高,局限于一个宽的AlAs量子阱,其中的电子可以占据多个导带谷与各向异性的有效质量。各向异性和多谷自由度提供了$ν=1/2$ MEMS前所未有的可调谐性,因为我们可以通过施加面内应变来控制谷占有率,以及通过在磁场中倾斜样品以改变电子电荷分布来控制短程和长程库仑相互作用的强度之间的比率。由于这种可调性,我们观察到相变从一个可压缩的费米液体到一个不可压缩的超导体,然后到绝缘相作为倾斜角的函数。我们发现,这种演变和能隙的$ν=1/2$沟强烈依赖于谷占用。
2023-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of even denominator fractional quantum Hall effect in suspended bilayer graphene
我们研究了最近开发的高质量多端悬浮双层石墨烯器件的低温磁输运,使纵向和横向电阻的独立测量成为可能。我们观察到清晰的分数量子霍尔效应的签名,与不同的状态,要么是充分发展,并表现出一个明确的平台,在横向电阻与纵向电阻的同时下降,或初期,并表现出只有纵向电阻最小值。所有观察到的状态的规模作为填充因子nu的函数,如预期的那样。在空穴一侧的nu = -1/2处观察到一个前所未有的偶分母分数态,在Rxy中呈现出一个清晰的平台,其量子化的期望值为2 h/e^2,精度约为0.5%。我们的许多观察结果,以及最近在六方氮化硼(hBN)衬底上的石墨烯双层中进行的电子压缩性测量,与最近的一个理论相一致,该理论解释了分数量子霍尔效应中N=0和N=1朗道能级之间的简并效应,并预测了摩尔-里德型nu = -1/2态的发生。由于双层石墨烯的实验灵活性-它具有依赖于栅极的能带结构,可以很容易地通过扫描探针访问,并且可以与超导体等材料接触-我们的研究结果为探索偶数分母分数量子霍尔效应的微观本质提供了新的可能性。
2014-03-10 cond-mat.mes-hall
Topological Thermal Hall Conductance of Even Denominator Fractional States
本文提出一种对边缘模式平衡不敏感的新型热霍尔电导测量方法,验证了 $ν=5/2$ 和 $ν=7/2$ 偶分母分数量子霍尔态的非阿贝尔性质及其支持单个上游马约拉纳边缘模式的粒子-空穴 Pfaffian 拓扑序。
2024-07-31 cond-mat.mes-hall
Even-denominator fractional quantum Hall states with spontaneously broken rotational symmetry
Princeton University(普林斯顿大学);Northern Illinois University(北伊利诺伊大学)
研究在垂直磁场中观察到偶数分母分数量子霍尔态,并发现其与自发对称破缺共存,揭示了单轴FQHS的出现及非阿贝尔准粒子激发。
2025-10-01 cond-mat.mes-hall
Calculation of Binding Energies for Fractional Quantum Hall States with Even Denominators
偶量子霍尔态具有以下特性:填充因子nu=5/8、7/10、3/8、3/10等的分数量子霍尔态在对角电阻率Rxx与磁场强度的实验曲线上具有各自的局部极小值。这些状态不是标准的复合费米子状态,并在扩展框架中描述。由于这个原因,这些状态的结合能没有得到。因此,用各种方法计算这些结合能是有意义的。利用二阶微扰法计算了多电子间库仑相互作用的电子对在最近邻轨道或最近邻空穴对中的结合能。计算得到的每个电子的结合能分别为:(1/10)Z_2(nu=5/8),(2/35)Z_2(nu=7/10),(1/6)Z_2(nu =3/8),(2/15)Z_2(nu=3/10),等等,而对于nu=1/2,nu=1/4,nu=3/4,nu=1/6,nu=5/6,nu= 1/8,nu=7/8,nu=1/10,nu=9/10,nu=1/12和nu=11/12。高阶计算也显示出与二阶相同的行为。这些结果进一步阐明了实验数据的某些方面。
2007-03-14 cond-mat.mes-hall
Tunable even- and odd-denominator fractional quantum Hall states in trilayer graphene
本研究通过磁输运测量在Bernal堆叠三层石墨烯中观测到多个偶分母和奇分母分数量子霍尔态,并通过调控朗道能级混合实现相变,为探索非阿贝尔准粒子提供了可控平台。
2023-12-28 cond-mat.mes-hall
Composite Fermions Phenomenology in Quantum Hall Effect
本文试图理解量子霍尔效应的唯象复合费米子模型。奇数乘法器是由偶数2、4、6和8加上正负1组成的。虽然在现象学上使双因子与实验数据一致,但CF模型的物理学,即,偶通量量子附着到电子被发现是不正确的。
2002-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
The Fractional Hall hierarchy from duality
通过逐次应用三维对偶于复合费米子Landau能级,修改的Dirac复合费米子理论为单一Landau能级内有能隙与无能隙分数霍尔态提供了统一描述,揭示了复杂的临界点与真空图景。
2024-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Finite Layer Thickness Stabilizes the Pfaffian State for the 5/2 Fractional Quantum Hall Effect: Wavefunction Overlap and Topological Degeneracy
我们找到有限宽度,即,实验性准二维系统的层厚度产生足以稳定摩尔-里德-普夫朗状态的物理环境,该状态被认为描述填充因子$ν=5/2$下的分数量子霍尔效应。这一结论是基于在球形和环面几何中进行的精确计算,研究波函数重叠和基态简并
2008-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The Chern-Simons Fermi Liquid Description of Fractional Quantum Hall States
复合费米子图像最近在分数量子化霍尔态和偶分母费米类液体态的描述方面都取得了显著的成功。在这篇评论中,我们给出了一个介绍性的陈-西蒙斯费米子理论,专注于描述的偶数分母状态不寻常的费米液体。内容包括:1.导言2.陈-西蒙斯费米子导论3. RPA 4.朗道费米液体理论和MRPA 5.磁化和M2 RPA 6.红外线中的微扰方法和故障7.复合费米子和偶极子的波函数图方法8. 9.第九章遗言
1998-12-11 cond-mat.mes-hall
Modular Groups, Visibility Diagram and Quantum Hall Effect
考虑模群$Γ(2)$在正有理分式集合上的作用.由此,我们推导出一个模型的分类分数(以及整数)霍尔状态,可以可视化的两个“可见度”图,第一个是与偶数分母分数,而第二个是链接到奇数分母分数。我们用这个模型来预测,在一些有趣的物理量,不同的横向电阻率平台的宽度的相对比率。基于最后一个预测的瞬态电阻率曲线的数值模拟与目前的实验数据吻合得很好。
1997-01-30 cond-mat.mes-hall
Understanding the Missing Fractional Quantum Hall States in ZnO
我们分析了库仑相互作用强度对ZnO异质界面二维电子气中偶、奇分母分数量子霍尔效应的影响。在该系统中,朗道能级间隙比常规GaAs系统中的朗道能级间隙小得多。即使在非常高的磁场中,库仑相互作用与朗道能级隙相比也非常大。因此,我们考虑的影响,更高的朗道水平考虑屏蔽库仑势的随机相位近似。有趣的是,我们的精确对角化研究的集体模式与此屏蔽的潜力成功地解释了最近的实验,偶数和奇数分母分数量子霍尔效应,特别是,出乎意料的5/2状态的缺席和9/2状态的ZnO的存在。
2015-12-17 cond-mat.mes-hall
Impurity-induced geometric correlations and fractional quantization in quantum Hall systems
Universidad de Alcalá(阿尔卡拉大学)
本文提出基于杂质诱导相关性的几何机制,解释量子反常态的形成,并揭示杂质几何对反常态稳定性的影响。
2026-05-14 cond-mat.mes-hall
Quarter- and half-filled quantum Hall states and their topological orders revealed by daughter states in bilayer graphene
在超洁净双层石墨烯中观察到四分之一填充态及其Levin-Halperin子态,补全了半填充平台序列,揭示了非阿贝尔拓扑序的交替模式及复合费米子配对竞争。
2025-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theory of Incompressible States in a Narrow Channel
我们报道了在量子霍尔效应范围内窄沟道中相互作用电子系统的性质。结果表明,库仑相互作用的强度的增加会导致突然变化的宽度的电荷密度分布的几何不变的状态。我们得到了一个相图,其中包括许多稳定的奇分母态,以及一个新的分数量子霍尔态在最低的半满朗道能级。在半满的情况下评估的集体模式是惊人的相似的奇数分母分数量子霍尔态。
1997-03-17 cond-mat.mes-hall
On Fractional Quantum Hall Effect (FQHE): A Chern-Simons and nonequilibrium quantum transport Weyl transform approach
我们给出了分数量子霍尔效应的一个简单的宏观相空间解释,其方式使人想起Landau-Ginsburg宏观对称性破缺分析。这与更复杂的微观波函数方法相反。在这里,我们采用非平衡量子输运的晶格外尔变换形式主义。这是再加上麦克斯韦陈-西蒙斯规范理论定义分数填充朗道能级。通量附着概念在完全占据和部分占据的朗道能级中是固有的。我们导出了Chern-Simons规范理论中的k因子标度体系,作为量子化学中磁场或磁通量的标度体系。这是至关重要的,在我们简单的解释,作为一个拓扑不变量的相空间中。对于基本的标度层次,整数k必须是素数,对于分数,k的分子和分母也必须是素数。在文献中,假设v = 1 k的算子族由表达式(2n + 1)给出,这是错误的。此外,即使是v的标度因子也不能属于基本标度层次,并且在实验中经常不存在或解决得较少。
2021-08-07 cond-mat.mes-hall
Displacement field stabilizes even-denominator and partonic fractional quantum Hall states in the $\mathcal{N}{=}2$ Landau levels of Bernal-stacked bilayer graphene
Institute of Mathematical Sciences(数学科学研究所);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立学院);Department of Physics, Indian Institute of Technology Bombay(印度理工学院孟买分校物理系);Theoretical Physics Division, Physical Research Laboratory(物理研究实验室理论物理部)
通过热力学能量计算,研究Bernal堆叠双层石墨烯$\mathcal{N}{=}2$朗道能级半填充处位移场对偶分母分数量子霍尔态的稳定作用,发现位移场软化短程排斥作用,使Moore-Read态胜出,并揭示部分子态在特定填充因子下的出现。
2026-09-18 cond-mat.mes-hall
Quantitative Analysis of the Disorder Broadening and the Intrinsic Gap for the $ν=5/2$ Fractional Quantum Hall State
我们报道了一种可靠的方法来估计无序加宽参数的第二朗道能级的偶数和主要奇数分母分数量子霍尔态的间隙的标度。我们将这种技术应用于几个不同密度的样品,并在不同的MBE室中生长。极好的协议之间的估计固有的和数值计算得到的$ν=5/2$分数量子霍尔态的能隙。此外,我们量化,第一次,在$ν=5/2$的内在差距的依赖朗道能级混合。
2011-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Energy Gap and Spin Polarization in the 5/2 Fractional Quantum Hall Effect
我们考虑的问题,适当的底层波函数描述神秘的5/2分数量子霍尔效应(霍尔效应),唯一的均匀分母霍尔效应明确观察到的单层二维(2D)电子系统。利用实验输运数据和理论分析,我们认为,不能排除实验5/2 H态不完全自旋极化的可能性。我们还建立了平行场诱导的5/2的破坏产生的主要原因是有效的混乱与塞曼能量发挥重要的定量作用的平行场的增强。
2010-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Universal Transport Theory for Paired Fractional Quantum Hall States in the Quantum Point Contact Geometry
Nagoya University(名古屋大学);Kyushu University(九州大学)
针对偶数分母分数量子霍尔态,基于so(N)_1 × u(1)共形场论,提出量子点接触电荷输运的统一理论,通过非微扰瞬子近似推导隧穿算符标度维数,建立弱-强对偶性,为识别拓扑相提供实验指纹。
2026-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Observation of even-denominator fractional quantum Hall states at $ν= 3/4$ and 5/4 in the lowest Landau level
Columbia University(哥伦比亚大学);Princeton University(普林斯顿大学)
在宽GaAs量子阱中观测到最低朗道能级填充因子 $\nu=3/4$ 和 $5/4$ 的偶分母分数量子霍尔态,其形成源于层间隧穿减小导致的双层电荷分布,并可用Scarola-Jain双层复合费米子框架解释。
2026-06-24 cond-mat.mes-hall
Thickness dependence of spin Hall magnetoresistance in FeMn/Pt bilayers
我们研究了FeMn/Pt双层膜的自旋霍尔磁电阻,发现其比重金属和绝缘铁磁或反铁磁双层膜系统的自旋霍尔磁电阻大一个数量级,并且与NiFe/Pt双层膜的自旋霍尔磁电阻相当。自旋霍尔磁电阻随FeMn和Pt厚度的变化呈现非单调性。前者是由FeMn薄膜的净磁化强度随厚度的变化引起的,而后者主要是由Pt中的自旋积累和扩散引起的。通过对Pt厚度依赖性的分析,确定了Pt的自旋霍尔角、自旋扩散长度和自旋混合电导的实部分别为0.2、1.1 nm和$5.5 * 10^{14} Ω^{-1} m^{-2}$。结果证实了最近在该系统中观察到的自旋轨道矩效应。
2016-10-12 cond-mat.mes-hall
Anomalous Gap Reversal of the $3+1/3$ and $3+1/5$ Fractional Quantum Hall States
在这项工作中,我们报告了在填充因子$ν=3+1/3$的能隙的开放,牢固地建立了分数量子霍尔态的基态。这个态和其他奇数分母态出乎意料地破坏了粒子-空穴对称性。具体地说,我们发现,从上自旋分支的$ν=3+1/3$和$3+1/5$状态的能隙的相对大小是相反的,当比较的$ν=2+1/3$和$2+1/5$对应状态在较低的自旋分支。我们的研究结果提出的可能性,前国家有一个非传统的起源。
2014-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Orbital Landau level dependence of the fractional quantum Hall effect in quasi-two dimensional electron layers: finite-thickness effects
分数量子霍尔效应(量子霍尔效应)在第二轨道朗道能级在填充因子5/2仍然是谜,激励我们的工作。我们考虑了实验中的量子阱系统的准二维性质对量子阱态的影响(填充物1/3、1/5、1/2)在最低、第二和第三朗道水平(LLL、SLL、TLL)通过计算重叠,作为准2D层厚度的函数,模型哈密顿量的精确基态与一致变分波函数之间的关系(1/3和1/5的Laughlin波函数和1/2的Moore-Read Pfuman波函数)。使用大的重叠作为稳定性,或磁平衡鲁棒性,标准,我们发现磁平衡不发生在TLL(对于任何厚度),是最强大的零厚度在LLL中的1/3和1/5和11/5在SLL中,是最强大的在有限厚度(4-5磁长度)在SLL中的神秘的5/2状态和7/3状态。对于任何厚度,在LLL的1/2处均未发现微裂纹。我们研究了平面内(平行)磁场的轨道效应,发现其应用有效地降低了厚度,并可能破坏5/2和7/3的超高速电子,同时增强了11/5以及LLL超高速电子状态。因此,在LLL和SLL中,由于通过有限厚度效应的磁轨道耦合,面内场效应可以定性地不同。在环面几何,我们显示的外观的三倍拓扑简并预期的Pfavian状态,这是增强的厚度证实了我们的研究结果重叠计算。我们的研究结果对波函数工程产生了影响--有可能创建一个最佳的实验系统,其中5/2量子HE状态更有可能由Pfiran状态描述,并应用于拓扑量子计算。
2008-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Mobility gap in fractional quantum Hall liquids: Effects of disorder and layer thickness
研究了有限层厚和关联无序势作用下分数量子霍尔区二维电子气的行为。将陈氏数的计算推广到多体系统,在微观模型下,根据陈氏数的分布确定分数量子霍尔态的迁移率带隙。我们发现实验测量的激活间隙和我们计算的迁移率间隙之间的协议,结合无序势和层厚度的影响。我们澄清了分数量子霍尔态的迁移率带隙和光谱带隙之间的区别,并解释了无序驱动的带隙坍塌以及随后从分数量子霍尔态到绝缘体的跃迁。
2005-05-21 cond-mat.mes-hall
Experimental Evidence for a Spin-Polarized Ground State in the ν=5/2 Fractional Quantum Hall Effect
本文研究了异质结绝缘栅场效应晶体管(HIGFET)在宽磁场范围内的ν=5/2偶分母分数量子霍尔效应。电子密度可以从n=0调整到7.6 \times 10^{11} cm^{-2},峰值迁移率μ= 5.5 \times 10 ^6 cm ^2/Vs。在高达12.6 T的磁场下,ν=5/2态的对角电阻显示出很强的最小值,并出现霍尔平台。能隙的强度随B场的变化而平滑变化。我们将这些观测结果解释为ν=5/2时自旋极化基态的有力证据。
2001-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
On auxiliary flux tubes associated to composite fermions in 2D Hall systems
证明了复合费米子模型在朗道能级填充不等于1/p,p奇数时的不准确性。在回旋辫方法中,将分数量子霍尔效应映射到整数效应上,提出了分数量子霍尔效应的修正阶数。磁通管和复合费米子结构的涡流解释回旋辫。偶数分母分数最低朗道能级填充,包括霍尔金属,也讨论了回旋加速器编织条款。
2011-04-17 cond-mat.mes-hall
Dirac Composite Fermions and Emergent Reflection Symmetry about Even Denominator Filling Fractions
基于输运实验中反射对称性的出现和相对论量子场论中统计周期性的缺乏,我们提出了一系列相对论复合费米子理论,用于描述量子霍尔系统中填充分数$ν=1/2n$处出现的可压缩态.这些理论由电中性狄拉克费米子通过一个涌现的陈-西蒙斯规范场附着在$2n$通量量子上组成。虽然不具有明确的粒子-空穴对称性,这些理论再现已知的Jain序列状态接近$ν=1/2n$,我们表明,这种状态可以通过观察到的反射对称性,至少在平均场水平。我们进一步认为,朗道能级的最低限度要求狄拉克费米子被调谐到临界状态,无论这种对称性是否延伸到可压缩状态本身。
2018-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Correlation-hole induced paired quantum Hall states in lowest Landau level
本文发展了最低朗道能级的成对偶分母分数量子霍尔态的理论。我们表明,电子绑定到量子化的漩涡,形成复合费米子,通过一个精确的瞬时相互作用,有利于手征p波配对。两个正则对偶配对能隙函数由玻色子Laughlin波函数(Jastraw因子)关联,由于相关空穴。我们发现,对于弱库仑相互作用,在长波极限下,基态是Moore-Read赝势,对于中等相互作用,基态是振荡对函数的新赝势,超过临界相互作用强度时,基态是Read-Rezayi复合费米液体.我们的发现与最近在非对称宽量子阱中观察到的1/2和1/4分数量子霍尔效应一致。
2010-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el