不平衡电子-空穴双层中的激子拓扑序
强关联电子
2023-07-17 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
关联与阻挫在物理学中起着关键作用，催生出新颖的量子相[1-6]。一个典型的阻挫系统是莫特带上的关联玻色子，其可承载具有长程量子纠缠的拓扑序[4]。然而，莫特带物理的实现仍具挑战性。在此，我们探究浅反型InAs/GaSb量子阱中的莫特带现象，其中我们观察到在电子与空穴密度不平衡下的非常规时间反演对称性破缺激子基态。我们发现存在大的体隙，在零磁场(B)下涵盖较宽的密度不平衡范围，并伴随类似螺旋输运的边缘通道。在增大的垂直B下，体隙持续存在，并出现霍尔信号的反常平台，表明边缘输运从类螺旋演变为类手征，在35特斯拉时霍尔电导约为e2/h。理论上，我们表明密度不平衡带来的强阻挫导致激子的莫特带，从而产生时间反演对称性破缺的激子拓扑序，这解释了我们的所有实验观测。我们的工作为超越对称保护拓扑相框架的固态中拓扑与关联玻色子系统的研究开辟了新方向，包括但不限于玻色分数量子霍尔效应。
引用
@article{arxiv.2307.07159,
title = {Excitonic topological order in imbalanced electron-hole bilayers},
author = {Rui Wang and Tigran A. Sedrakyan and Baigeng Wang and Lingjie Du and Rui-Rui Du},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.07159},
year = {2023}
}
备注
23 pages, 4 figures, 9 extended data figures. This is the preprint version of the main text before proof; the final version together with the Supplemenatal Information is published in Nature and can be accessed via the DOI below