交替扭曲三层石墨烯中不相容稳定的分数化 Chern 绝缘体
介观与纳米尺度物理
2025-12-01 v1 强关联电子
摘要
分数化 Chern 绝缘体 (FCI) 通常在拓扑平坦带中出现，被视为分数量子霍尔态的晶格类比。传统上，支持 FCI 的平坦带波函数预期模仿最低洛伦兹极化层，这一条件可通过量子几何指标进行量化。然而在实际系统中，FCI 常常与晶格对称性破坏序（尤其是当承载平坦带并非理想时）竞争。本 work 提出通过利用交替扭曲三层石墨烯的固有不相容性来稳定 FCI，这种不相容性自然抑制了竞争的电荷密度波 (CDW) 相，而 FCI 的影响相对较小。在超莫尔尺度下的adiabatic 近似中，不相容性对局部物理的影响可表现为层间耦合的相位偏移。我们采用精确对角化方法计算不同局部区域的基态，并发现一种令人反直觉的结果：FCI 间隙随着量子几何指标恶化而增大。在特定参数范围内，我们进一步识别出混合相，其中 FCI 与 CDW 共存，但 CDW 仅限于弱不相容性区域。最后，我们提供实验方案并讨论了不相容性如何丰富系统的拓扑和量子几何。我们的结果不仅建立了不相容性作为 FCI 稳定器的作用，还为探索不相容系统中的强相关物理提供了一种通用范式。
关键词
引用
@article{arxiv.2511.22326,
title = {Incommensurate-Stabilized Fractional Chern Insulator in Alternating Twisted Trilayer Graphene},
author = {Moru Song and Kai Chang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.22326},
year = {2025}
}
备注
8+13 pages, 5+10 figures. Soon published in Physical Reveiw B