C = 1/2 奇异性异常态中半量化旋道电流的实证证据
介观与纳米尺度物理
2026-04-28 v1 材料科学
摘要
单个巨型Dirac表带被预测可表现出半量化的霍尔电导，这是C = 1/2奇异性异常态在量子场论中的标志性特征。实验已在半磁性拓扑绝缘体（TI）双层中观察到C = 1/2奇异性异常态的实验特征，但其是否支持半量化旋道电流仍存疑问。本文在由分子束蒸发成长的非对称磁性拓扑绝缘体三层中，观察到在特定平面磁场条件下出现的稳健的半量化霍尔电导平台，对应于C = 1/2奇异性异常态。在该态中，局部传输信号和非回归传输信号显著增强，我们将其识别为半量化旋道电流在表面边界上局部化的直接证据。我们的数值模拟表明，这一半量化旋道电路是观察到的半量化霍尔电导平台的关键载体，类似于C = 1量子异常霍尔态中量化旋道电路的作用。我们的结果为C = 1/2奇异性异常态中半量化旋道传输的实证证据。该工作将非对称磁性拓扑绝缘体三层确立为探测单个Dirac费米子物理的平台，并为探索C = 1/2奇异性异常态中一系列激动人心的现象（包括拓扑磁光效应和量化磁光响应）指明了道路。
引用
@article{arxiv.2509.15525,
title = {Evidence for Half-Quantized Chiral Edge Current in a C = 1/2 Parity Anomaly State},
author = {Deyi Zhuo and Bomin Zhang and Humian Zhou and Han Tay and Xiaoda Liu and Zhiyuan Xi and Chui-Zhen Chen and Cui-Zu Chang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.15525},
year = {2026}
}
备注
19 pages, 4 figures, comments are welcome