Electron fractionalization for two-dimensional Dirac fermions
最近，在描述大质量狄拉克费米子、轴向规范荷为2的复值希格斯场和U（1）轴向规范场之间耦合的$(2+1)$维时空场论中，证明了不破坏时间反演对称性的费米子数分数化。当希格斯场本身支持涡旋时，或者当这些涡旋伴随着轴向规范场中的半涡旋时，电荷分馏就会发生。分数电荷是通过三种不同的技术计算的。分数电荷的公式作为一个函数的狄拉克哈密顿量，打破了光谱能量反射对称性的参数。在希格斯场中只存在电荷$\pm1$涡旋时，分数电荷连续变化，因此可以取无理值。轴向规范场的半涡旋和希格斯场中的电荷$\pm1$涡旋的同时存在将分数电荷重新合理化为1/2。
2007-12-14 cond-mat.str-el hep-th physics.atom-ph
Correlated metallic state in honeycomb lattice: Orthogonal Dirac semimetal
利用哈伯德模型的$Z_{2}$从自旋表象，在蜂窝晶格中提出了一种新的带隙金属态--正交狄拉克半金属.这种状态对应于从自旋的无序相，并具有与通常的狄拉克半金属相同的热力学和输运性质，但由于$Z_{2}$规范结构，它的单粒子激发是带隙的，具有非平凡的拓扑序。用平均场退耦和互补涨落分析描述了这种正交狄拉克半金属到普通狄拉克半金属的量子相变，其临界性属于2+1D伊辛模型的普适类，而在量子临界点（QCP）处发现了物理电子的大反常维数，当与其他非分数化方法相比时，这可以被认为是我们的分数化理论的指纹。作为副产品，哈伯德模型的$Z_{2}$从自旋表示的路径积分形式的构造和可能的关系，其他方法和亚晶格配对状态，这已被认为是一个有前途的候选人的带隙自旋液体状态的数值模拟中发现，简要讨论。此外，考虑自旋轨道耦合时，正交狄拉克半金属对分数量子自旋霍尔绝缘体（分数拓扑绝缘体）的不稳定性也是可以预期的.希望本文的工作能为今后$Z_{2}$从自旋理论及蜂窝晶格中相关的非费米液相的研究提供帮助。
2012-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Dynamical Mass Generation of Composite Dirac Fermions and Fractional Quantum Hall Effects near Charge Neutrality in Graphene
我们发展了一个复合狄拉克费米子理论来研究石墨烯中电荷中性附近的分数量子霍尔效应。我们表明，复合狄拉克费米子之间的相互作用导致通过激子凝聚的动态质量产生。由于质量产生和交换效应，四重自旋谷简并度完全提升，使得在电荷中性附近观察到的奇分母分数QHE可以用复合狄拉克费米子的整数QHE来理解。在填充因子$ν=1/2$下，我们证明了对于弱库仑相互作用，大量复合狄拉克费米子液体对于手征p波配对是不稳定的，并且基态是长波长极限下摩尔-里德普法菲（Moore-Read Pfaffian）描述的成对非阿贝尔态。
2013-07-06 cond-mat.str-el
On-Shell Methods for Quantum Matter: Strongly correlated Dirac materials
University of Cape Town（开普敦大学）
本文提出将on-shell散射振幅方法用于强关联狄拉克材料等量子物质涌现相对论相，并以单个奇宇称三光子振幅推导出狄拉克半金属的非线性霍尔电导率，展示了该方法在绕过费曼图复杂性方面的解析与概念优势。
2025-11-07 cond-mat.str-el hep-th
Comment on "Strongly correlated Fractional Quantum Hall line junction"
物理审查信函{ \bf 90}，026802（2003），U. Zülicke和E. Shimshoni和随后的扩展论文提出了具有不同填充因子$ν_{j}=1/(2m_j+1)$，$j=1,2$ ; $m_j=0,1,...$的分数量子霍尔液体的两个单模边缘之间的长度为$L$的隧道结问题的"精确解“。这篇评论的目的是指出，在这些文件中找到的解决方案是不正确的，并提出正确的解决方案，这个模型的一个特定的例子。
2006-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Correlated Insulating States at Fractional Fillings of the WS2/WSe2 Moiré Lattice
范德华材料的莫尔超晶格，如扭曲的石墨烯和过渡金属二硫属化物，最近已经成为一个迷人的平台，研究二维强关联态，这要归功于莫尔能带中强的电子相互作用。在大多数系统中，当莫尔晶格被每个莫尔晶胞的整数个电子填充时，相关态出现。最近，在WS 2/WSe 2异质双层中，已经报道了在每个莫尔晶胞中填充1/3和2/3空穴的相关态，暗示了电子相互作用的长程性质。在这项工作中，采用扫描微波阻抗显微镜技术，是敏感的局部电气性能，我们观察到一系列的相关绝缘状态的摩尔纹的迷你带的分数填充的电子和空穴掺杂的侧面在角度对齐的WS 2/WSe 2异质双层，与某些状态持续在温度高达120 K。蒙特卡罗模拟表明，这些绝缘状态对应于莫尔晶格中的电子有序，其周期性远大于莫尔晶胞，表明在最近的邻居之外存在令人惊讶的强和长程相互作用。我们的发现为研究两个维度的强相关状态带来了前所未有的机会。
2020-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Correlated composite approach to fractional quantum Hall effect via edge current
分数量子霍尔效应（Fractional Quantum Hall Effect，简称FQHE）被广泛研究，但对霍尔平台宽度和激发能隙的解释仍然难以捉摸。我们研究的有效理论建立在实验输入的霍尔电流分布，边缘动力学，和多体相关性的ECOHE。我们认为，整数自旋的相关复合材料，包括电子和它们的图像，本地化的不可压缩带的边缘是基本的传输实体。我们表明，在最低的朗道水平，这些复合材料的塞曼相互作用产生所有奇数分母平台和有效的分数电荷。利用场相关化学势和有效g因子，我们充分解释了所观察到的霍尔电阻率曲线和半填充族的激发能隙。平台高度由多粒子关联系统地产生，而平台宽度和激发能隙由关联强度决定。我们明确地表明，德鲁德在半填充的行为如下从多粒子的相关性等强度。
2022-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fractionalization in Fractional Correlated Insulating States at $n\pm 1/3$ filled twisted bilayer graphene
该研究证明扭转双层石墨烯在$n\pm1/3$填充下的分数相关绝缘态具有分数电荷和受限迁移性，量子涨落驱动形成量子双纽线液体或固体，并发现$U(1)\times U(1)$ 1-形式对称性统一了激发运动，预测稀掺杂产生Luttinger液体行为。
2023-07-25 cond-mat.str-el
Signatures of Fractional Quantum Hall States in Topological Insulators
分数量子霍尔（Fractional quantum Hall，缩写为HHH）态是一种由相互作用的电子的多体效应引起的物质拓扑状态，在基础物理学中有着广泛的研究兴趣。三维固体中拓扑表面态的实验观测使我们能够研究相关手征狄拉克费米子系统，该系统可以拥有一个没有自旋简并的狄拉克谷。最近的理论研究表明，在拓扑绝缘体中可以观察到分数量子霍尔效应。然而，由于占主导地位的体导电，这是很难探测的强关联效应拓扑绝缘体从电阻率测量。在这里，我们报告的Bi2Te3热电测量发现的BITOH状态。表面热电势是体热电势的10倍，这使得在SS中观察分数填充朗道能级成为可能。因此，热电势为研究拓扑绝缘体中的关联狄拉克费米子提供了一个强有力的工具。我们的观察表明，狄拉克拓扑SS在高磁场中表现出强关联相，并将使各种奇异的分数量子霍尔物理和其他相关现象的研究，在这个新发现的手征狄拉克系统。
2012-05-13 cond-mat.str-el
Particle-hole symmetry and composite fermions in fractional quantum Hall states
我们在复合狄拉克费米子的框架下研究了Jain序列中填充分数处的分数量子霍尔态。综合以前的工作，我们写下来的有效场论符合所有对称性的要求，包括伽利略不变性和粒子-空穴对称性。采用费米液体描述，我们证明了Girvin-Macdonlald-Platzman代数的出现，并计算了中性激发和各种响应函数的色散关系。我们的结果满足粒子-空穴对称性的要求。我们表明，虽然从量子场论得到的色散关系是粒子-空穴对称的，但从量子场论得到的关联函数不是。Dirac理论的结果与投影结构因子的Haldle界一致，而Dirac理论的结果则违反了Haldle界。
2017-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Multi-component fractional quantum Hall states in graphene: SU(4) versus SU(2)
由于石墨烯的自旋和Dirac谷自由度，石墨烯允许在不同的参数区域观察到单组分、双组分或四组分分数量子霍尔效应。我们认为，在最近的实验中观察到的一些（虽然不是全部）明显令人困惑的特征与双组分分数量子霍尔效应是一致的，电子自旋被冻结，但狄拉克谷对称性几乎完好无损。在SU（4）极限下，我们预言新的低能Goldstone模决定了分数量子Hall态在2/5，3/7等处的稳定性; SU（4）skyrmions与低能物理无关。
2012-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Correlated insulating states in slow Dirac fermions on a honeycomb moir{é} superlattice
本研究在扭曲MoSe$_2$同质双层中构建蜂窝状莫尔超晶格，实现慢狄拉克费米子，并观测到持续至110 K的莫特能隙及多个关联绝缘态，为研究强关联量子多体现象提供了新平台。
2025-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Landau level quantization for massless Dirac fermions in the spherical geometry: graphene fractional quantum Hall effect on the Haldane sphere
本文导出了在磁介质存在的情况下，无质量狄拉克费米子被限制在球表面的单粒子本征能和本征函数，我们解决了量子球上石墨烯中电子的朗道能级问题。利用单粒子本征函数和本征能量，计算了第二朗道能级库仑相互作用的Half赝势，并计算了完全在球几何中表征有效朗道能级混合哈密顿量的有效赝势，用于石墨烯中分数量子霍尔效应的理论研究.我们的处理类似于平面几何中的形式主义，并在热力学极限下简化为平面结果。
2016-07-05 cond-mat.str-el
Mott Physics and Topological Phase Transition in Correlated Dirac Fermions
我们研究了Kane-Mele-哈伯德模型中强关联和自旋轨道耦合之间的相互作用，并利用变分集团方法得到了定性相图.我们确定，通过增加哈伯德$U$，从拓扑带绝缘体的自旋液相或易平面反铁磁绝缘相的过渡，取决于自旋轨道耦合的强度。在拓扑量子相变的体带的非平凡的演变也被证明。
2011-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Insulating nature of strongly correlated massless Dirac fermions in an organic crystal
通过电阻率测量的有机晶体托管无质量狄拉克费米子与电荷有序不稳定性，我们揭示了狄拉克费米子之间的相互作用对电荷输运的影响。一个低温电阻率上升出现鲁棒无关的压力和增强，而接近电荷有序的临界压力，表明绝缘行为起源于短程库仑相互作用。在电荷有序相中观察到明显消失的能隙，这与非拓扑边缘态的理论预言相一致。
2016-02-23 cond-mat.str-el
Strongly correlated double Dirac fermions
双狄拉克费米子最近被确认为可能存在于具有特殊非对称点群对称性的三维晶体中的准粒子。采用从头算方法和动力学平均场论相结合的方法，研究了Bi $_2$ CuO $_4$的电子量子态是如何通过相互作用和双Dirac能带拓扑共同形成的.在费米能级附近的低能量下，我们导出了原始材料的向下折叠的八带模型。通过调整模型参数从自由能带结构的现实强相关制度，我们发现一个持久性的双狄拉克色散，直到其构成的时间反转对称性被打破，由于发病的磁有序在莫特过渡。我们分析压力作为一个有前途的路线，实现双狄拉克金属在Bi $_2$ CuO $_4$。
2017-03-29 cond-mat.str-el
A Highly Correlated Topological Bubble Phase of Composite Fermions
强相互作用和拓扑结构驱动各种各样的相关基态。其中一些最有趣的基态，如分数量子霍尔态和分数陈氏绝缘体，具有分数带电准粒子。这些阶段的相关性被电子和涡旋结合成称为复合费米子的新兴粒子所捕获。复合费米子准粒子是随机局域在高水平的无序，并可能表现出电荷秩序时，没有太多的混乱系统。然而，当复合费米子准粒子聚集成一个气泡，然后这些气泡在晶格上有序时，预测了更复杂的关联。这种高度关联的基态被称为复合费米子的气泡相。在这里，我们报告观察到的复合费米子的气泡相，证明了分数量子霍尔效应的再入。我们将这种再入与每个气泡有两个复合费米子准粒子的气泡相关联。我们的研究结果表明，存在一类新的强关联拓扑相驱动的集群和电荷有序涌现准粒子。
2023-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A new form of (unexpected) Dirac fermions in the strongly-correlated cerium monopnictides
发现具有新性质的狄拉克费米子已成为凝聚态和材料科学的一个重要前沿。在这里，我们报告了在强关联电子环境中观察到的不寻常的狄拉克费米子态，这是唯一不同于石墨烯和传统的拓扑绝缘体。在强相关的铈离子中，我们发现两组高度各向异性的狄拉克费米子相互渗透，可以忽略不计的杂交，并显示出一个特殊的四倍简并，他们的狄拉克节点重叠。尽管缺乏晶体或时间反转对称性的保护，但这种四重简并在磁性相变中是稳健的。这些实验结果与我们的理论计算的比较表明，所观察到的表面狄拉克费米子产生于体带反转在奇数个高对称点，这是类似于带拓扑描述了一个$\mathbb{Z}_{2}$ -拓扑相位。我们的发现为在强关联半金属中探索新颖的狄拉克费米子物理开辟了一个前所未有的和长期寻求的平台。
2016-04-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tuning Dirac nodes with correlated d-electrons in BaCo_{1-x}Ni_{x}S_{2}
狄拉克费米子在拓扑相的研究中起着核心作用，因为它们可以产生各种奇异态，如外尔半金属和拓扑绝缘体。对狄拉克费米子的控制和操纵是实现电子器件和量子计算新概念的基本步骤。通过ARPES实验和从头算模拟，我们证明了通过Co/Ni替代掺杂过渡金属硫化物BaNiS 2可以有效地调谐Dirac态.这种材料的对称性和化学特性，结合BaCo_{1-x} Ni_{x} S_{2}在其相图上的电荷转移间隙的改变，导致狄拉克线的形成，其在k空间中的位置可以沿着伽马M对称方向移位，并且它们的形状被重塑。掺杂x不仅调整了狄拉克能带的位置和形状，而且还控制了同一化合物中的金属-绝缘体转变，使BaCo_{1-x} Ni_{x} S_{2}成为通过改变电子关联强度来功能化狄拉克材料的模型系统。
2021-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Random-Mass Dirac Fermions in an Imaginary Vector Potential (II): Long-Range Correlated Random Mass
在前一篇文章中，我们用转移矩阵方法研究了一维无规质量Dirac费米子，并通过引入虚矢势来计算定域长度。特别地，我们考虑了随机质量的非局部但短程关联的影响。本文主要研究随机质量的长程关联对离域跃迁的影响。结果取决于如何随机性引入狄拉克质量。
2001-05-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Dirac cone spectroscopy of strongly correlated phases in twisted trilayer graphene
对称魔角扭曲三层石墨烯（MATTG）具有接近零能量的平坦电子带，并且最近已经显示出具有灵活的电可调谐性的丰富的相关量子相。然而，研究这些阶段被证明是具有挑战性的，因为它们被交织的狄拉克带所掩盖。在这项工作中，我们展示了一种新的光谱技术，允许量化的能隙和陈数的相关态在MATTG的狄拉克锥朗道能级和能隙的平带之间的驱动带交叉。我们发现硬关联的间隙与陈数C = 0的整数摩尔单元格填充的nu = 2和3，并揭示新的电荷密度波状态起源于van Hove奇点在分数填充nu = 5/3和11/3。此外，我们证明了存在的位移场驱动的一阶相变在电荷中性和半填充的莫尔晶胞nu = 2，这是一致的理论强耦合分析，这意味着打破的C2 T对称性。总的来说，这些属性建立了不同的和电可调的相位图的MATTG，并提供了一个途径，研究电子量子相位和强相关性的多波段莫尔系统。
2022-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Edge and bulk components of lowest-Landau-level orbitals, correlated fractional quantum Hall effect incompressible states, and insulating behavior in finite graphene samples
有限石墨烯样品中相互作用的狄拉克电子的总能量的多体计算显示出在角动量处的尖点的联合发生，对应于不可压缩（带隙）相关态（特别是nu=1/3）的形成的分数填充特征和在狄拉克点处的绝缘能隙（其随着磁场而增加）的打开，与实验一致。单粒子的基函数服从锯齿形边界条件的样品边缘采用精确对角化的电子间库仑相互作用，显示，在所有的大小，混合等重散装和边缘组件。随之而来的体电子密度的耗尽衰减分数量子霍尔效应激发能和边缘电荷的积累导致在多体光谱中的间隙。
2010-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el nucl-th
Theoretical prediction of a strongly correlated Dirac metal
最近，在固体电子理论中研究最深入的对象是强关联系统和石墨烯。然而，石墨烯中的狄拉克带由$sp^{2}$-电子组成的事实，其既不受强哈伯德排斥$U$也不受强洪德规则耦合$J$的影响，这在可以从狄拉克点导出的新的相互作用诱导的物理学方面产生了某些限制。在这里，我们提出GaCu $_{3}$（OH）$_{6}$ Cl $_{2}$（Ga取代的铁橄榄石）作为一个相关的Dirac-Kagome金属结合狄拉克电子，强相互作用和阻挫磁性。用密度泛函理论计算了它的晶体学和电子学性质，观察到它在费米能级上具有受保护的Dirac点.它的多体物理学是令人兴奋的丰富，与可能的电荷，磁和超导不稳定性。通过各种多体方法的组合，我们研究可能的降低相变，如莫特-哈伯德，电荷或磁有序，和非常规的超导性，在这种化合物中假设一个$f$波对称性。
2014-03-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Index theorem, spin Chern Simons theory and fractional magnetoelectric effect in strongly correlated topological insulators
利用指数定理和自旋Chern Simons理论，在不存在时间反演对称破缺的情况下，构造了强关联拓扑绝缘体与具有相互作用常数$ g $的非交换规范场$ SU(N) $耦合的有效拓扑场论.如果$ N $和$ g $允许我们定义一个有效耦合的t 'Hooft参数$ λ$为$ λ= N g^{2} $，那么我们的构造导致了具有霍尔电导$ σ_{H}^{s} = \frac{1}{4λ} \frac{e^{2}}{h} $的表面上的分数量子霍尔效应。对于由体轴子角$ θ$描述的磁电响应，我们提出，如果强关联玻色子或费米子在具有有效轴子角$ θ_{eff} = \fracπ{2 λ} $的拓扑非平凡空间上具有分数激发和简并基态，那么在强关联玻色子或费米子的带隙时间反演不变拓扑绝缘体中可以实现分数磁电效应.在$ e_{eff} = \frac{e}{\sqrt{2 λ}} $给出有效电荷的条件下，证明了$ σ_{H}^{s} = \frac{e_{eff}^{2}}{2h} $，从而得到了具有$ e_{eff} $和纯轴子角$ θ= π$的无带隙费米子的表面霍尔电导.
2011-05-31 cond-mat.str-el hep-th math-ph
From an array of quantum wires to three-dimensional fractional topological insulators
耦合线方法已被证明是有用的，在描述二维强相互作用的拓扑相。在这篇手稿中，我们将这种方法扩展到三维，并构建了一个分数强拓扑绝缘体的模型。这种拓扑有序的相在表面上有一种奇异的无隙态，称为分数狄拉克液体，它不能用自由费米子的狄拉克理论描述。像在非相互作用强拓扑绝缘体中一样，表面受到时间反演对称性和电荷守恒的保护。我们发现，在打破这些对称性，缺口分数狄拉克液体呈现出独特的功能。特别地，如果填充物是$ν=1/m$，则由破坏时间反演对称性产生的带隙相位具有$σ_{xy}=\frac{1}{2}\frac{e^{2}}{mh}$形式的减半分数霍尔电导。另一方面，如果表面是通过与$s$波超导体的邻近耦合而形成的，我们最终得到一个奇异的拓扑超导体。为了揭示这种超导相的拓扑性质，我们将表面划分为两个区域：一个具有破缺的时间反演对称性，另一个耦合到超导体。我们发现一个分数马约拉纳模式，这不能描述的自由马约拉纳理论，在两个区域之间的边界。与隧穿进入该一维沟道相关的态密度与$ω^{m-1}$成比例，类似于相应的劳克林态的边缘。
2015-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The discontinuous nature of the exchange-correlation functional -- critical for strongly correlated systems
交换相关泛函的标准近似在分数电荷的线性条件下会产生很大的误差，导致离域误差，而分数自旋的恒定条件会产生静态相关误差。对于分数电荷和分数自旋的状态，这两个条件现在是统一的：精确的能量泛函是一个平面，沿着分数电荷坐标是线性的，沿着分数自旋坐标是常数，在整数处有一条不连续的线。这揭示了导数不连续性的本质，并要求密度或轨道的显式不连续泛函超越目前使用的光滑近似。这是DFT应用于强关联系统的关键。
2008-09-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Universal collective Larmor-Silin mode emerging in magnetized correlated Dirac fermions
本研究通过大规模量子蒙特卡洛模拟，在磁化相互作用狄拉克费米子系统中发现源于相互作用的普适集体Larmor-Silin自旋波模式，为相关材料的实验探测提供了指导。
2024-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Composite Hofstadter bands with Dirac fermion spectrum of fractional quantum Hall states
该研究在含短程相互作用的 Hofstadter 模型中证明，平均场周期势可产生由 Dirac 点分隔的复合 HBs，而其分数填充对应 FQHE。
2024-04-04 cond-mat.str-el
Correlated Dirac semimetal by periodized cluster dynamical mean-field theory
将周期集团动力学平均场论（PCDMFT）与精确对角化杂质求解相结合，应用于蜂窝晶格上的半满标准哈伯德模型.在弱相互作用下，发现了一个关联的狄拉克半金属，在强相互作用下，它通过一阶量子相变转变为反铁磁绝缘相，其间没有自旋液相的介入.在这个应用中，PCDMFT引入了部分平移对称性，但很好地解决了由于平移对称性破缺而在团簇动力学平均场论研究中产生的弱相互作用区域的伪绝缘相问题。
2015-07-09 cond-mat.str-el
Fractional Chern insulator on a triangular lattice of strongly correlated $t_{2g}$ electrons
我们讨论了三轨道近藤晶格和Hubbard模型的低能极限，这些模型描述了三角晶格上接近半填充的$t_{2g}$轨道。我们分析了如何非常平坦的带与非平凡的拓扑特征，陈数C=1，出现在无限的现场相互作用的限制，以及在更现实的制度。然后使用精确对角化来研究包括最近邻相互作用$V$的有效单带无旋费米子模型的分数填充;它揭示了几种填充分数的分数陈绝缘体（FCI）的特征。除了基于能量的指示，例如通量插入和准空穴的分数统计，陈数得到。结果表明，FCI是强大的对障碍的基本磁纹理，定义了带的拓扑特性。我们还研究了FCI态和电荷密度波（CDW）之间的竞争，并讨论了粒子-空穴不对称性以及费米面嵌套。FCI状态是相当强大的，不需要非常平坦的带，但也可以出现时，填充或缺乏费米面嵌套不利于竞争CDW。然而，非常平坦的带允许FCI状态由比更分散的带所需的更弱的相互作用引起。
2012-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fractional and Majorana Fermions: The Physics of Zero Energy Modes
我们描述的狄拉克方程的拓扑非平凡的背景下，零能量模式的发生和物理作用。
2011-04-22 cond-mat.str-el hep-th
Re-integerization of fractional charges in the correlated quarter-filled band
以前的工作已经证明了存在的孤子缺陷态的电荷+/- e/2的限制为零和无限的现场库仑相互作用的一维（1D）的四分之一填充带。对于大的但有限的在位库仑相互作用，在4k_F键畸变相内发生的低温2k_F键畸变伴随着位点上的电荷有序化。我们表明，“重新整合”的缺陷电荷发生在这个键电荷密度波（BCDW）状态由于“绑定”的分数电荷。我们简要地指出这一结果的有机超导机制的可能影响。
2000-10-18 cond-mat.str-el
Interaction and disorder effects on Cooper instability in two-dimensional fractional Dirac semimetals
Tianjin University（天津大学）
研究揭示了二维分数狄拉克半金属中库珀不稳定性受相互作用和无序影响的机制，发现不同无序类型对超导性有促进或抑制作用。
2026-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fractional quantum-Hall liquid spontaneously generated by strongly correlated t_2g electrons
对于拓扑非平凡和非常窄的能带，电子之间的库仑排斥已经被预测在没有磁场的情况下产生自发的分数量子霍尔（Fractional quantum-Hall，FKH）态。本文证明了三角晶格上t_2g轨道系统中的强关联电子自组织成自旋手征磁有序模式，这种有序模式精确地诱导出所需的拓扑非平凡的平坦带。这种行为非常健壮，不依赖于微调。为了超越平均场并研究长程相互作用的影响，我们将低能电子态映射到有效的单带模型上。精确对角化，然后用于建立一个自发的的BAROH状态的签名。
2012-02-09 cond-mat.str-el
Quantum criticality of magnetic catalysis in two-dimensional correlated Dirac fermions
利用无限密度矩阵重整化群，研究了零温下$π$磁通方格子上关联无自旋Dirac费米子中磁场感生电荷密度波（CDW）序的量子临界性.研究发现，CDW序参量$M(B)$在量子临界点附近表现出$(2+1)$维手征伊辛普适类的反常磁场$(B)$标度行为，这导致$M(B)$比平均场结果有很强的增强.在相互作用-磁场平面上建立了费米量子临界的全局相图。
2020-08-14 cond-mat.str-el hep-ph
Abundance of correlated insulating states at fractional fillings of WSe$_{2}$/WS$_{2}$ moiré superlattices
在物理学中，晶格上具有竞争性长程相互作用的量子粒子无处不在。过渡金属氧化物、层状分子晶体和捕获离子阵列是许多例子中的几个。在强相互作用体系中，这些系统经常表现出丰富多样的量子多体基态，这对理论提出了挑战。过渡金属二硫属化物云纹异质结构的出现为研究长程电子关联提供了一个高度可控的平台。在这里，我们报告了近二十打的相关绝缘状态的观察在分数填充的WSe $_{2}$ /WS $_{2}$莫尔异质结构。这一发现是通过一种新的光学传感技术实现的，该技术是建立在对单层半导体WSe $_{2}$中激子激发态的介电环境的敏感性上的。绝缘态的级联表现出一种能量有序性，这种有序性关于每个超晶格位置的半个电子（或空穴）的填充因子几乎是对称的。我们提出了一系列的电荷有序状态在相称的填充分数，范围从广义维格纳晶体的电荷密度波。我们的研究为利用莫尔超晶格模拟大量的量子多体问题奠定了基础，这些问题由二维t-V模型或具有长程电荷-电荷和交换相互作用的自旋模型描述。
2020-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dirac zeros in an orbital selective Mott phase: Green's function Berry curvature and flux quantization
本文在轨道选择性莫特相中证明对称性保护的格林函数零点交叉具有量子化贝里磁通，提出狄拉克零点概念，为诊断强关联金属体系中的隐藏拓扑提供了新途径。
2024-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Robust orbital diamagnetism of correlated Dirac fermions in chiral Ising universality class
本文研究了具有短程相互作用的$(2+1)$维狄拉克费米子在零温下的轨道抗磁性，这种短程相互作用表现出从量子相变到电荷密度波（CDW）相的相变。在$π$ -通量正方晶格上的无自旋狄拉克费米子中引入轨道磁场，并利用无限密度矩阵重整化群对其进行分析.结果表明，在狄拉克半金属体系中，由于费米速度和磁场诱导质量隙之间的非平凡竞争，抗磁性保持不变，而在CDW体系中，抗磁性受到单调抑制.在CDW相变的量子临界点附近，我们发现了手征伊辛普适类的抗磁性特征的标度行为。这定义了QCP周围关联狄拉克费米子的轨道抗磁性的普遍行为，因此半金属区域中的鲁棒抗磁性是狄拉克系统的普遍性质，其临界性属于手征伊辛普适性类。标度行为也可以被视为临界Casimir效应的量子磁性模拟，其已经被广泛研究用于经典相变。
2022-03-22 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-ph
Thermodynamic Response and Neutral Excitations in Integer and Fractional Quantum Anomalous Hall States Emerging from Correlated Flat Bands
本文在平陈带模型中系统研究了IQAH和FQAH态的热力学响应与中性集体激发，揭示能带混合和多粒子散射会显著降低拓扑态起始温度，并发现IQAH态最低激发为零动量激子而FQAH态为有限动量磁转子，同时提出FQAH态电荷振荡的实验探测方案。
2024-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Evidence for three-dimensional Dirac semimetal state in strongly correlated organic quasi-two-dimensional material
本文发现有机准二维材料 $α$-(BEDT-TTF)$_2$I$_3$ 在高压下表现出手性反常诱导的负磁阻和平面霍尔效应，证实其存在三维 Dirac 半金属态，为研究手性反常物理提供了理想平台。
2023-11-22 cond-mat.str-el
Correlated Oxide Dirac Semimetal in the Extreme Quantum Limit
本研究在应变修饰的关联氧化物SrNbO₃薄膜中发现拓扑能带结构，观测到狄拉克电子的高迁移率等特性，且材料达到极端量子极限，为关联拓扑量子材料研究提供了罕见实例。
2021-08-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Correlated Dirac Fermions on the Honeycomb Lattice studied within Cluster Dynamical Mean Field Theory
在集团动力学平均场论的框架下，结合有限温度精确对角化，研究了蜂窝晶格中非局域库仑关联的作用。的顺磁性半金属到绝缘体的过渡被发现是在良好的协议与有限尺寸的决定性量子蒙特卡罗模拟和集群动态平均场计算的基础上的连续时间量子蒙特卡罗方法。正如预期的那样，临界库仑能量远低于局部或单位点制剂。短程关联显示，引起的赝隙和伴随的非费米液体的行为在一个狭窄的范围内低于莫特转变。
2010-10-22 cond-mat.str-el
Honeycomb anti-dot artificial lattice as a prototypical correlated Dirac fermions system
本文从理论上研究二维电子气中人工量子点蜂窝晶格，通过托马斯-费米屏蔽模型，证明反点半径对实现电子关联态（如反铁磁有序和相互作用诱导绝缘态）至关重要，并估算实现条件。
2023-07-25 cond-mat.str-el
Quantum spin-liquid emerging in two-dimensional correlated Dirac fermions
在足够低的温度下，凝聚态系统趋向于形成有序。一个例外是量子自旋液体，其中波动阻止了到最低温度的有序状态的转变。虽然这种状态可能在二维有机化合物中实现，但它们在实验相关的微观二维模型中仍然难以捉摸。在这里，我们通过大规模量子蒙特卡罗模拟蜂窝晶格上的相关费米子，在石墨烯中实现的结构，一个量子自旋液体之间出现的状态描述的无质量狄拉克费米子和反铁磁有序的莫特绝缘体。这种意想不到的量子无序状态被发现是一种短程共振价键液体，类似于高温超导体的建议。因此，通过掺杂实现非常规超导的可能性就出现了。我们预见它的实现与超冷原子或蜂窝晶格与第IV族元素。
2010-03-30 cond-mat.str-el
Z_2 Gauge Theory of Electron Fractionalization in Strongly Correlated Systems
我们发展了一个新的理论框架来描述和分析支持分数量子数激发的强关联电子的奇异相。从一类微观模型开始，我们得到了一个新的规范理论-基于{ \it离散}伊辛或Z_2对称性-它自然地插在反铁磁莫特绝缘体和传统的d波超导体之间。我们探讨了干预制度，并证明了可能存在的异国情调的分割绝缘体-节点液体-以及各种更传统的绝缘相表现出破碎的晶格对称性。Z_2规范场中的涡旋位形起着至关重要的作用。如果它们是未缩合的，则得到分馏。在绝缘相内，这些Z_2涡旋的动力学在二维（2d）中经过对偶变换后，用横场中的伊辛模型来描述--伊辛自旋代表Z_2涡旋。在规范理论中，一个不寻常的Berry相项的存在，导致了在对偶伊辛模型中依赖于掺杂的“挫折”，在半填充时完全挫折。Z_2规范理论很容易推广到各种不同的情况-特别是，它也可以描述具有分数量子数的3d绝缘体。我们指出，d>1的分馏机制是不同于众所周知的一维自旋-电荷分离。其他有趣的结果包括一个奇异的分形超导体在两个或更高的维度的描述。
1999-10-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Field-induced multiple metal-insulator crossovers of correlated Dirac electrons of perovskite CaIrO$_3$
研究发现 CaIrO$_3$ 中具 Mott 临界性的关联 Dirac 电子在量子极限下发生场致连续金属–绝缘体–金属渡越，并产生 3,500% 巨磁阻。
2021-08-02 cond-mat.str-el
Fractional spins and static correlation error in density functional theory
具有分数自旋的电子态出现在具有大静态关联的系统（强关联系统）中。这种分数自旋态是简并基态与正常自旋的集合。本文证明了分数自旋态的精确泛函的能量是一个常数，等于简并纯自旋态的能量。所有近似泛函都存在与此精确恒定条件的巨大偏差，导致强相关系统的大静态相关误差，例如化学键离解和莫特绝缘体的能带结构。这是证明了几个分子系统的数值计算。近似分数自旋的恒常性行为应该是泛函构造的主要目标，并且应该为DFT描述强相关系统开辟前沿。关键结果也适用于约化密度矩阵泛函理论。
2008-05-12 cond-mat.other cond-mat.str-el
An intermediate phase induced by dilution in a correlated Dirac Fermi system
用磁离子代替磁离子是研究稀释作用的一种新方法。利用量子MonteCarlo方法，研究了一个在位库仑排斥随机为零的相互作用Dirac费米子模型。基于电导率、态密度和反铁磁结构因子，我们的结果揭示了一种新的中间绝缘相，这种中间绝缘相是由稀释和排斥之间的竞争引起的。随着掺杂水平的增加，发现这种掺杂的中间相出现从零温度量子临界点分离金属和莫特绝缘相，其鲁棒性被证明在广泛的相互作用。在强关联材料的前提下，我们认为掺杂双金属离子可以有效地将体系转变回顺磁性金属相。这一结果不仅与稀释效应对磁有序性影响的实验结果相一致，而且为蜂窝晶格材料中金属-绝缘体相变的研究提供了一个可能的方向。
2022-10-06 cond-mat.str-el
Fate of fractional quantum Hall states in open quantum systems: characterization of correlated topological states for the full Liouvillian
尽管之前对由林德布拉德方程描述的开放量子系统进行了广泛的分析，但仍不清楚相关的拓扑态，如分数量子霍尔态，即使在跳跃项存在的情况下也能保持。本文引入了Liouvillian的伪自旋Chern数，它是通过仅对二重Hilbert空间的一个子空间扭曲边界条件来计算的.这样的拓扑不变量的存在阐明，拓扑性质保持不变，即使在跳跃项的存在下，不关闭的有效非厄米哈密顿量的差距（通过忽略跳跃项获得）。换句话说，拓扑性质被编码成有效的非厄米哈密顿而不是完整的刘维尔哈密顿。当跳跃项可以写成双希尔伯特空间中的严格块上（下）三角矩阵时，这是特别有用的，在这种情况下，跳跃项的存在或不存在不会影响Liouvillian的谱。利用赝自旋陈氏数，我们研究了具有两体损失但无增益的分数量子霍尔态的特征，阐明了非厄米分数量子霍尔态的拓扑结构即使在跳跃项存在的情况下也是保持不变的.这个数值结果也支持使用非厄米哈密顿显着降低数值成本。类似的拓扑不变量可以被扩展以处理其他空间维度和对称性的相关拓扑状态（例如，具有反转对称性的一维开放量子系统），这表明我们的方法具有很高的通用性。
2020-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Interlayer correlated fractional quantum Hall state in the ν = 4/5 bilayer system
我们进行精确对角化研究分数量子霍尔态在填充因子4/5的双层系统中，在一个环面与各种纵横比和角度。我们发现，在没有隧穿的情况下，两个弱耦合的2/5层经历了一个相变到层间相关的制度，这也是阿贝尔与环面上的五倍简并。在零层分离的极限，这个阶段成为一个单线态的赝自旋变量描述层的自由度。通过研究Chern数矩阵，我们表明，描述层间关联制度的K矩阵需要矩阵维数大于2，特别是这种制度是不是由Halperin状态描述。对具有必要对称性和量子数的4 × 4 K-矩阵的详细分析表明，这种矩阵只有一个等价类.构造了一个代表这一普适类的模型波函数。单独的粒子数守恒在这两个层中的作用进行了讨论，有人认为，这种额外的对称性允许进一步区分两个不同的对称性保护阿贝尔阶段的层间相关制度。层间隧穿打破了这种对称性，并且当足够强时可以将系统驱动到单层状态。根据数值计算结果，给出了隧道层分离参数空间中的定性相图。
2019-12-13 cond-mat.str-el
Emergence of massless Dirac quasiparticles in correlated hydrogenated graphene with broken sublattice symmetry
利用变分集团近似和集团微扰理论，研究了蜂窝晶格上半耗尽周期Anderson模型在半填充时的有限温度相图，单面氢化石墨烯。该模型的基态为铁磁半金属。在FM状态中的自旋波色散在零温度下是线性的，但在有限温度下变成二次的，这意味着FM状态对热波动是脆弱的。事实上，我们的VCA计算发现，顺磁（PM）状态占主导地位的有限温度相图。更令人惊讶的是，我们发现，无质量的狄拉克准粒子的线性能量色散出现在费米能量后，引入电子相关$U$在PM相的杂质网站。狄拉克费米速度与费米能级处出现的无质量狄拉克准粒子的准粒子重量高度相关，并随$U$单调增加.这些意想不到的无质量狄拉克准粒子也检查与Hubbard-I近似和起源进行了讨论的光谱权重重新分配涉及一个大的能量尺度$U$。考虑一个有效的准粒子哈密顿量，它再现了由Hubbard-I近似得到的单粒子激发，我们认为无质量的Dirac准粒子受到电子关联的保护.因此，我们的发现是第一个例子的出现无质量狄拉克准粒子由于动态电子相关性，而不破坏任何空间对称性。我们的研究结果的实验意义，以及过渡金属衬底上的石墨烯片也进行了简要讨论。
2016-03-08 cond-mat.str-el
Fractional quantum Hall effects in graphene on a h-BN substrate
基于分数量子霍尔效应的相对论特性和谷自由度，研究了石墨烯中的分数量子霍尔效应。最近，在六方氮化硼（h-BN）衬底上的石墨烯在各种填充因子下已经观察到了SiO2-H效应。然而，已知h-BN在狄拉克哈密顿量中产生质量项，其充当石墨烯的有效模型。为了理解最近的实验，我们将研究大量狄拉克电子系统中的多体效应。本文用精确对角化方法研究了质量项对Dirac电子的π H态的影响。我们在$n=\pm 1$朗道能级上研究了填充因子为1/3的基态。在没有质量项的情况下，具有谷简并和最低激发的Laughlin态中的基态由谷非极化态（称为谷Skyrmion态）表征。相反，我们发现，由于反演对称性的破缺，质量项提升了谷简并度。我们还证明了谷非极化激发被抑制，并通过增加质量项，完全或部分极化状态出现在最低激发。最后，我们讨论了在实验条件下，有质量Dirac哈密顿量中的量子态的稳定性。我们发现，我们的数值计算结果与以前的实验结果是一致的。
2018-02-27 cond-mat.str-el
Fractional Josephson Effect: A Missing Step Is A Key Step
物理学家们正在寻找可以容纳马约拉纳的超导材料。这些难以捉摸的粒子的新证据是由一个偶然的狄拉克半金属介导的约瑟夫森效应中缺失的夏皮罗步骤提供的。
2018-12-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Signatures of symmetry-stabilized Dirac fermions in correlated oxide CaNbO3 thin films
Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；Kyung Hee University（庆熙大学）；Pusan National University（釜山国立大学）；Florida State University（佛罗里达州立大学）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；Gachon University（嘉泉大学）
该研究以关联氧化物CaNbO3薄膜为对象，利用氧八面体旋转调控对称性，通过对比不同应变薄膜的输运特性与理论计算，证实其存在对称稳定的狄拉克费米子，为拓扑电子态工程提供了新调控手段。
2026-10-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
