扭转双层MoTe$_2$中的分数量子陈绝缘体：复合费米子视角

在扭转双层MoTe$_2$中发现分数量子陈绝缘体（FCIs）引发了对外磁场下分数拓扑物质的极大兴趣。与朗道能级的平坦色散不同，莫尔电子态受到纳米尺度超晶格内的晶格效应的影响。本研究考察了这些晶格效应对扭转双层MoTe$_2$中拓扑相的影响，揭示了一族具有阿贝尔任意子准粒子的FCIs。使用复合费米子方法，我们识别出一系列FCIs，其分数霍尔电导率$\sigma_{xy} = \frac{C}{2C + 1} \frac{e^2}{h}$与最顶层莫尔价带的部分填充$\nu_{\,\text{h}}$相关。这些态从复Hofstadter谱中陈数$C$的不可压缩复合费米子带涌现。该方法解释了在分数填充$\nu_{\,\text{h}} = 2/3$和$\nu_{\,\text{h}} = 3/5$时实验观察到的霍尔电导率$\sigma_{xy} = (2/3) e^2/h$和$\sigma_{xy} = (3/5) e^2/h$的FCIs，并揭示了其他分形FCI态。Hofstadter谱揭示了与朗道能级不同的新现象，包括在半填充处的高阶范霍夫奇点（HOVHS），导致新的量子相变。这项工作为理解过渡金属二硫族化物莫尔系统中的FCIs提供了一个综合框架，并强调了拓扑量子临界性的机制。