具有自发破坏旋转对称性的奇分数量子霍尔态
介观与纳米尺度物理
2025-12-16 v1
摘要
分数量子霍尔效应与各向异性相互作用具有引人入目的意义，因为它将新兴的拓扑秩序与自发对称性破坏相联系。各向异性分数量子霍尔态（FQHSs）确实在GaAs量子阱中报告，但仅在倾斜磁场下出现，其中平面场显式破坏旋转对称性。本文报告在纯垂直磁场下，于GaAs二维空穴系统中观察到FQHSs具有高度各向异性的纵向电阻，在奇分数 Landau 级别（LL）填满 {\nu} = 5/2 和 7/2 时表现为各向异性。FQHSs 与自发对称性破坏在半填充处的共存，表明为各向异性FQHSs的出现，这些态也可能携带非阿贝尔准粒子激发。通过栅极调节空穴密度，我们观察到在 {\nu} = 7/2 时，从一种各向异性、发展中的FQHS向一种各向同性的复合费米海发生相变。我们的计算表明，部分占据的LL中的混合轨道分量在拓扑秩序与各向异性秩序之间的竞争和相互作用中起关键作用。
引用
@article{arxiv.2510.01482,
title = {Even-denominator fractional quantum Hall states with spontaneously broken rotational symmetry},
author = {Chengyu Wang and A. Gupta and S. K. Singh and C. T. Tai and L. N. Pfeiffer and K. W. Baldwin and R. Winkler and M. Shayegan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.01482},
year = {2025}
}
备注
Accepted by Reports on Progress in Physics 10+8 pages, 5+10 figures