Fractional Chern insulator edges and layer-resolved lattice contacts
Fractional Chern insulator edges and layer-resolved lattice contacts
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分数陈绝缘体边缘和层分辨晶格接触
DOI：
10.1103/physrevb.99.081114
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发表时间：
2019
影响因子：
3.7
通讯作者：
Zaletel, Michael P.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Knapp, Christina;Spanton, Eric M.;Young, Andrea F.;Nayak, Chetan;Zaletel, Michael P.
分数量子霍尔系统中的分数陈式绝缘体（FCI）是物质的拓扑相，空间群对称性在其中起着重要的作用。特别是，FCI中的晶格位错可能存在非阿贝尔拓扑缺陷，称为基因子。基因子可以增加系统的基态简并度，因此在拓扑量子计算中有潜在的用途。在这项工作中，我们研究了FCI边缘，以及如何将它们用于检测基因。我们发现，平移对称性可以施加一个量子化的动量差之间的边缘电子的部分填充的陈氏带。我们提出了层分辨晶格接触，利用这种动量差选择性地接触特定的FCI边缘电子，然后利用FCI边缘电子之间的相对电流来检测体FCI中存在的genons。最近的实验表明，石墨烯是研究FCI物理的可行平台。我们描述了这里提出的晶格接触如何在石墨烯中实现，从而概述了非阿贝尔拓扑缺陷的实验检测的前进道路。
Fractional Chern insulators (FCIs) realized in fractional quantum Hall systems subject to a periodic potential are topological phases of matter for which space group symmetries play an important role. In particular, lattice dislocations in an FCI can host non-Abelian topological defects, known as genons. Genons can increase the ground-state degeneracy of the system and are thus potentially useful for topological quantum computing. In this work, we study FCI edges and how they can be used to detect genons. We find that translation symmetry can impose a quantized momentum difference between the edge electrons of a partially filled Chern band. We proposelayer-resolved lattice contacts, which utilize this momentum difference to selectively contact a particular FCI edge electron. The relative current between FCI edge electrons can then be used to detect the presence of genons in the bulk FCI. Recent experiments have demonstrated graphene is a viable platform to study FCI physics. We describe how the lattice contacts proposed here could be implemented in graphene subject to an artificial lattice, thereby outlining a path forward for experimental dectection of non-Abelian topological defects.
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