Topology- and symmetry-protected domain wall conduction in quantum Hall nematics
Topology- and symmetry-protected domain wall conduction in quantum Hall nematics
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量子霍尔向列中拓扑和对称保护的畴壁传导
DOI：
10.1103/physrevb.100.165103
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发表时间：
2019
影响因子：
3.7
通讯作者：
Parameswaran, S. A.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Agarwal, Kartiek;Randeria, Mallika T.;Yazdani, A.;Sondhi, S. L.;Parameswaran, S. A.
我们考虑了预测在多谷半导体中形成的向列量子霍尔铁磁体中的畴壁，最近通过在Bi（111）表面上的扫描隧道显微镜实验进行了探测。我们证明了畴壁性质敏感地依赖于底层（整数）量子霍尔态的填充因子。在没有杂质散射的情况下，我们认为壁上有一个单通道卢廷格液体，其无间隙是谷和电荷守恒的结果。因为，它支持一个双通道Luttinger液体，在足够强的相互作用下，它进入一个保持对称性的热金属相，其中电荷间隙与无间隙的中性谷间模式共存。这种状态下的畴壁物理与受对称保护的玻色子拓扑绝缘体的畴壁物理相同，并给出了这些问题之间的形式化映射。我们讨论了这些异常一维系统的其他异常性质和实验特征。
We consider domain walls in nematic quantum Hall ferromagnets predicted to form in multivalley semiconductors, recently probed by scanning tunneling microscopy experiments on Bi(111) surfaces. We show that the domain wall properties depend sensitively on the filling factorof the underlying (integer) quantum Hall states. Forand in the absence of impurity scattering we argue that the wall hosts a single-channel Luttinger liquid whose gaplessness is a consequence of valley and charge conservation. For, it supports a two-channel Luttinger liquid, which for sufficiently strong interactions enters a symmetry-preserving thermal metal phase with a charge gap coexisting with gapless neutral intervalley modes. The domain wall physics in this state is identical to that of a bosonic topological insulator protected bysymmetry, and we provide a formal mapping between these problems. We discuss other unusual properties and experimental signatures of these anomalous one-dimensional systems.
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