强磁场下弱相互作用三维电子气的非费米液体与Weyl超导电性
强关联电子
2026-02-13 v1 超导电性
摘要
强磁场中的三维电子气拥有部分平坦的能带，这些能带沿磁场方向色散，但在横向维度上表现出朗道能级量子化。早期工作表明，对于限制在最低朗道能级带的自旋极化电子，排斥作用会触发电荷密度波(CDW)，其中电子“自分层”成整数量子霍尔态，而吸引作用则产生非费米液体（而非超导体）。我们利用物理上合理的变形重新审视了这个问题——包括广义的局域相互作用、更高朗道能级带、自旋恢复以及空间对称性的显式破缺——特别关注CDW与超导电性之间的竞争。我们的主要发现是：(1) 一般的局域相互作用可以稳定一个向列型CDW，其中整数量子霍尔层自发“倾斜”，产生非常规霍尔响应。(2) 我们通过数值计算证实，非费米液体对于保持朗道能级带内出现的有效偶极守恒对称性的扰动是稳定的。(3) 在显式破缺平移对称性后，吸引作用催化了一种新型层状超导体，它拥有Weyl节点，在每一层内超导，并在垂直于层的方向绝缘。这些结果扩展了强场区域中相互作用的体电子的丰富现象学，并可能为低载流子密度材料中抗场超导电性的设计提供信息。
引用
@article{arxiv.2602.11396,
title = {Non-Fermi liquid and Weyl superconductivity from the weakly interacting 3D electron gas at high magnetic fields},
author = {Nandagopal Manoj and Valerio Peri and Jason Alicea},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.11396},
year = {2026}
}