斯坦福/华盛顿Nature: 分数Chern绝缘体中体相和边缘态的局域探测

摘要：近日，Nature在线发表了斯坦福大学Zhi-Xun Shen和华盛顿大学Xiaodong Xu课题组的研究论文，题目为「Local probe of bulk and edge states in a fractional Chern insulator」，

近日，Nature在线发表了斯坦福大学Zhi-Xun Shen和华盛顿大学Xiaodong Xu课题组的研究论文，题目为「Local probe of bulk and edge states in a fractional Chern insulator」，论文的第一作者为Zhurun Ji和Heonjoon Park。

分数量子霍尔效应是拓扑量子多体现象的一个重要例子，它源于强电子关联、拓扑序和时间反演对称性破缺之间的相互作用。最近，在零磁场下观察到分数量子霍尔效应的晶格模拟，证实了零场分数Chern绝缘体（FCI）的存在。尽管如此，体边对应关系——FCI的一个标志，即具有导电边缘的绝缘体——尚未被直接观察到。事实上，由于实验挑战，这种对应关系在任何分数态体系中都没有被可视化。

在此研究中，作者报道了使用微波阻抗显微镜对转角MoTe₂（t-MoTe₂）中FCI边缘态的成像。通过调整载流子密度，观察到体系在金属态和FCI态之间演变，后者表现出绝缘体和导电边缘，正如体边对应所预期的那样。进一步的分析表明FCI边缘态的复合性质。研究还观察到边缘态在拓扑相变中的演变是层间电场的函数，并揭示了不同分数序相邻畴的令人兴奋的前景。这些发现为研究零磁场下各种任意子态之间拓扑保护的一维界面铺平了道路，例如具有非零拓扑纠缠熵的带隙打开一维对称保护相、Halperin-Laughlin界面和非阿贝尔任意子的创建。