具有无序超导邻近效应的 ν = 2/3 分数量子霍尔边缘态的量子化输运
介观与纳米尺度物理
2026-01-26 v2 无序系统与神经网络
强关联电子
超导电性
摘要
由于非普适的超导耦合和无序，邻近超导体（SC）的量子霍尔边缘态通常在输运中获得非量子化的电子-空穴转换概率。我们证明，在具有超导邻近效应的 ν=2/3 分数量子霍尔（FQH）边缘态中，情况可能相反，其中无序的超导耦合可以将边缘态重构为一组无限多的稳定相，这些相在长边缘上具有量子化的电子-空穴转换概率。每个相由一个隧穿 ±|q_N| 个库珀对的无序超导耦合主导，其取值可为 |q_N|=1, 4, 15 等。我们预测，这会在 FQH-超导结中产生量子化的下游电阻 R_d = h/(2q^2_Ne^2)，作为超越霍尔电导的量子化电输运特征。我们进一步研究了由无关库珀对隧穿或涡旋耗散引起的高阶非线性输运，当边缘处于正常相时，这种输运变得主导。我们的结果适用于单层态（作为 ν=1/3 的粒子-空穴共轭）和双层 Halperin-(112) 态，揭示了具有超导邻近效应的 FQH 边缘态中丰富的无序稳定相图景，并且可能也适用于最近在相同填充因子下观测到的分数量子陈绝缘体。
引用
@article{arxiv.2505.20398,
title = {Quantized Transport of $\nu = 2/3$ Fractional Quantum Hall Edge with Disordered Superconducting Proximity},
author = {Pok Man Tam and Hao Chen and Biao Lian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.20398},
year = {2026}
}
备注
Main: 4.5 pages, 3 figures; Supplemental Material: 5 sections