Topological Exciton Fermi Surfaces in Two-Component Fractional Quantized Hall Insulators.
Topological Exciton Fermi Surfaces in Two-Component Fractional Quantized Hall Insulators.
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二分量分数量子化霍尔绝缘体中的拓扑激子费米面。
DOI：
10.1103/physrevlett.121.026603
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发表时间：
2018
影响因子：
8.6
通讯作者：
Barkeshli M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Barkeshli M
各种各样的二维电子系统允许独立地控制两组分分数量子霍尔态的总电荷密度和相对电荷密度。特别是，最近对双层石墨烯(BLG)的一项实验观察到，随着电荷在两层之间的转移，可压缩相和不可压缩相在全填充时发生了连续的转变，不可压缩相具有有限的层间极化率。我们认为，这是因为系统的拓扑序支持一种携带费米统计的新型层间激子。如果费米子激子的能量低于传统的玻色子激子(即电子-空穴对)，它们可以形成一个浮现的中性费米面，这可能解释了A的不可压缩但可极化的状态。我们进行了精确的对角化研究，证明了费米子激子的能量确实比玻色子激子低。这表明，隐藏在FQH绝缘体中的“拓扑激子金属”可能已经在BLG实验中实现了。我们讨论了几种可以用来实验探测拓扑激子金属的探测方案。
A wide variety of two-dimensional electron systems allow for independent control of the total and relative charge density of two-component fractional quantum Hall (FQH) states. In particular, a recent experiment on bilayer graphene (BLG) observed a continuous transition between a compressible and incompressible phase at total fillingas charge is transferred between the layers, with the remarkable property that the incompressible phase has a finite interlayer polarizability. We argue that this occurs because the topological order ofsystems supports a novel type of interlayer exciton that carries Fermi statistics. If the fermionic excitons are lower in energy than the conventional bosonic excitons (i.e., electron-hole pairs), they can form an emergent neutral Fermi surface, providing a possible explanation of an incompressible yet polarizable state at. We perform exact diagonalization studies that demonstrate that fermionic excitons are indeed lower in energy than bosonic excitons. This suggests that a “topological exciton metal” hidden inside a FQH insulator may have been realized experimentally in BLG. We discuss several detection schemes by which the topological exciton metal can be experimentally probed.
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