中文

超越最低朗道层:通过具有更高旋涡性的平坦陈姆带实现更稳健的分数态

强关联电子 2025-11-25 v2

摘要

增强分数态的多体间隙对于实现稳健的分数激发至关重要。对于分数陈姆绝缘体,现有研究表明,使平坦陈姆带尽可能接近最低朗道层(LLL)似乎可最大化激发间隙,提供了看似最优的平台。本文我们展示,远离LLL限制实际上可以产生显著更大的分数量子霍尔间隙。使用具有强非朗道波函数的莫尔备平带,我们显示,对于短程相互作用,间隙可超过LLL两个数量级,而对于长程相互作用,间隙可提高两个到三个数量级。这一增强在阿贝尔分数费米子激发态中具有普适性,并遵循每个等级系统中的普适增强因子。我们通过朗道层框架,识别出所观察到的增强的微观来源即化学势的放大。本发现表明,化学势工程可以显著加强分数拓扑相。我们进一步检查了非阿贝尔态,发现在有限尺寸分辨率下,这种波函数构建方法也可用于操控和增强特定相互作用参数下的间隙。

关键词

引用

@article{arxiv.2510.22831,
  title  = {Beyond the Lowest Landau Level: Unlocking More Robust Fractional States Using Flat Chern Bands with Higher Vortexability},
  author = {Yitong Zhang and Siddhartha Sarkar and Xiaohan Wan and Daniel E. Parker and Shi-Zeng Lin and Kai Sun},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2510.22831},
  year   = {2025}
}

备注

Added Fig. A2 and included additional references