高Chern数平带中整数与分数Chern拓扑绝缘体的观测
强关联电子
2025-12-24 v2 介观与纳米尺度物理
材料科学
摘要
具有高Chern数（C>1）的莫尔平带提供了研究超越C=1的洛仑兰级数范式的分数量子异常哈尔效应的机会，但这些效应至今尚未被探索。本文通过设计新的莫尔系统——扭曲三层棱柱层双层石墨烯，来针对高Chern数平带中的新型拓扑相进行研究。我们观察到在v=1和v=3处的C=3的量化异常哈尔效应（QAH），表明从连续计算中平带的高Chern数本质。通过分数填充平带，我们观察到在偶分母分数填充v=3/2处的C=2的QAH，以及在零磁场下从v=1持续到偶分母v=3/2处的C=3的QAH。更重要的是，我们首次观察到在v=12/5处C=-6/5的分数QAH证据，对应于高Chern数平带（C=-3）的2/5填充，经由Streda公式分析和分数QAH验证。值得注意的是，Streda公式分析揭示了在有限磁场下v=5/2处另一FCI（C=-3/2）的特征。我们的结果表明，tRTBG可自然扩展至其他基于棱柱石墨烯多层的扭曲石墨烯莫尔超格子，作为一种新型平台，能够在超强关联规模下托管超越C<1分数相范式的非常规高Chern数关联拓扑。
引用
@article{arxiv.2507.09908,
title = {Observation of Integer and Fractional Chern insulators in high Chern number flatbands},
author = {Jingwei Dong and Le Liu and Jundong Zhu and Zitian Pan and Yu Hong and Fankun Wang and Zhiyuan Ren and Zhengnan Jia and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Luojun Du and Dongxia Shi and Wei Yang and Guangyu Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.09908},
year = {2025}
}
备注
29 pages, 4 Figures, and 11 supporting figures. Comments are welcome!