分数陈绝缘体中的超行列式与复合费米子态
强关联电子
2023-12-12 v2 介观与纳米尺度物理
材料科学
摘要
分数陈绝缘体（FCI）约于十年前被理论提出。这些奇异物质态是在近乎平坦的陈带部分填充时实现的分数量子霍尔态，即便无外磁场也存在。近期，在扭转 MoTe 双层系统中报道了此类态的激动人心的实验特征。受这些实验与理论进展启发，本文中我们针对陈数 的部分填充陈带，发展了复合费米子态（Jain 序列或复合费米液体）的投影构造，其能够捕捉微观特征，例如对称分数化模式与磁转子激发。在平均场层面，基态与激发态的复合费米子波函数在扩大希尔伯特空间中自洽求得。超越平均场后，这些波函数可投影回物理希尔伯特空间以构造电子波函数，从而能与有限格子上精确对角化得到的 FCI 态直接比较。我们发现投影电子波函数对应于一张量的组合超行列式（combinatorial hyperdeterminant）。当应用于传统的伽利略不变朗道能级情形时，本构造精确重现 Jain 的复合费米子波函数。我们将此投影构造应用于扭转双层 MoTe 系统，计算了实验相关性质，如磁转子能带结构与量子数。
引用
@article{arxiv.2312.00636,
title = {Hyperdeterminants and Composite fermion States in Fractional Chern Insulators},
author = {Xiaodong Hu and Di Xiao and Ying Ran},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.00636},
year = {2023}
}