Термодинамические доказательства существования дробного изолятора Черня в муаре MoTe2

Природа (2023)Цитировать эту статью

3237 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Мы предоставляем неотредактированную версию этой рукописи, чтобы обеспечить ранний доступ к ее результатам. Перед окончательной публикацией рукопись подвергнется дальнейшему редактированию. Обратите внимание, что могут присутствовать ошибки, которые влияют на содержание, и применяются все юридические отказы от ответственности.

Изоляторы Черна, являющиеся решеточными аналогами квантовых состояний Холла, потенциально могут проявлять высокотемпературные топологические порядки в нулевом магнитном поле, что позволит создать топологические квантовые устройства следующего поколения 1-3. На сегодняшний день целочисленные изоляторы Черна были экспериментально продемонстрированы в нескольких системах при нулевом магнитном поле 3, 4-8, но о дробных изоляторах Черна сообщалось только в системах на основе графена при конечном магнитном поле 9,10. Появление полупроводниковых муаровых материалов 11, которые поддерживают перестраиваемые топологические плоские зоны 12,13, открывает новую возможность реализовать дробные изоляторы Черна 13-16. Здесь мы сообщаем о термодинамических доказательствах существования как целых, так и дробных изоляторов Черна при нулевом магнитном поле в малоугловом бислое MoTe2 путем объединения локальной электронной сжимаемости и магнитооптических измерений. При коэффициенте заполнения дыр ${\boldsymbol{\nu }}$ = 1 и 2/3 система несжимаема и спонтанно нарушает симметрию обращения времени. По дисперсии состояния по коэффициенту заполнения приложенным магнитным полем мы показываем, что они являются целыми и дробными изоляторами Черна соответственно. Далее мы демонстрируем топологические фазовые переходы, настроенные по электрическому полю, с участием изоляторов Черна. Наши результаты открывают путь к демонстрации квантованной дробной холловской проводимости, анионного возбуждения и сплетения 17 в полупроводниковых муаровых материалах.

Это предварительный просмотр контента подписки, доступ через ваше учреждение.

Доступ к журналу Nature и 54 другим журналам Nature Portfolio.

Приобретите Nature+, нашу выгодную подписку с онлайн-доступом.

29,99 долларов США / 30 дней

отменить в любое время

Подпишитесь на этот журнал

Получите 51 печатный выпуск и онлайн-доступ.

199,00 долларов США в год

всего $3,90 за выпуск

Возьмите напрокат или купите эту статью

Цены варьируются в зависимости от типа статьи

от$1,95

до $39,95

Цены могут зависеть от местных налогов, которые рассчитываются во время оформления заказа.

Эти авторы внесли равный вклад: Ихан Цзэн, Чжэнчао Ся.

Факультет физики Корнелльского университета, Итака, Нью-Йорк, США

Ихан Цзэн, Кин Фай Мак и Цзе Шань

Школа прикладной и инженерной физики Корнельского университета, Итака, штат Нью-Йорк, США

Чжэнчао Ся, Кайфэй Кан, Цзячэн Чжу, Патрик Кнюппель, Чираг Васвани, Кин Фай Мак и Цзе Шань

Национальный институт материаловедения, Цукуба, Япония

Кендзи Ватанабэ и Такаши Танигучи

Институт наномасштабных наук Кавли Корнеллского университета, Итака, штат Нью-Йорк, США

Кин Фай Мак и Цзе Шань

Вы также можете найти этого автора в PubMed Google Scholar.

Переписка с Кин Фай Маком или Цзе Шанем.