モアレ MoTe2 における分数チャーン絶縁体の熱力学的証拠

自然 (2023)この記事を引用

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量子ホール状態の格子類似体であるチャーン絶縁体は、ゼロ磁場で高温トポロジカル秩序を発現させ、次世代トポロジカル量子デバイスを可能にする可能性があります 1 ～ 3。現在までに、整数チャーン絶縁体はゼロ磁場におけるいくつかの系で実験的に実証されている 3,4-8 が、分数チャーン絶縁体は有限磁場下のグラフェンベースの系でのみ報告されている 9,10。調整可能なトポロジカルフラットバンド12、13をサポートする半導体モアレ材料11の出現により、フラクショナルチャーン絶縁体13〜16を実現する新たな機会が開かれる。今回我々は、局所電子圧縮率と磁気光学測定を組み合わせることにより、小角ねじれ二層MoTe2中のゼロ磁場における整数および分数チャーン絶縁体の熱力学的証拠を報告する。穴充填係数 ${\boldsymbol{\nu }}$ = 1 および 2/3 では、系は非圧縮性となり、時間反転対称性を自発的に破ります。印加磁場による充填率の状態の分散から、それらがそれぞれ整数チャーン絶縁体と分数チャーン絶縁体であることを示します。さらに、チャーン絶縁体を含む電場調整トポロジカル相転移を実証します。私たちの発見は、半導体モアレ材料における量子化された分数ホールコンダクタンスとアニオン励起および編組 17 の実証への道を開きます。

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これらの著者は同様に貢献しました: Yihang Zeng、Zhengchao Xia

コーネル大学物理学科、イサカ、ニューヨーク州、米国

イーハン・ゼン、キン・ファイ・マク、ジエ・シャン

米国ニューヨーク州イサカ、コーネル大学応用物理工学部

Zhengchao Xia、Kaifei Kang、Jhu Jiacheng、Patrick Knüppel、Chirag Vaswani、Kin Fai Mak、Jie Shan

物質・材料研究機構、つくば市

Kenji Watanabe & Takashi Taniguchi

コーネル大学カブリナノスケール科学研究所、米国ニューヨーク州イサカ

キン・ファイ・マック＆ジー・シャン

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キン・ファイ・マックまたはジエ・シャンとの通信。