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2024年11月20日，Nature在线发表了华盛顿大学Xiaodong Xu课题组的研究论文，题目为《Trion sensing of a zero-field composite Fermi liquid》。![]()
半填充的最低朗道能级（LLL）是研究相互作用拓扑相的一个引人入胜的平台。一个著名的例子是复合费米液体（composite Fermi liquid, CFL），这是一种由复合费米子在强磁场中形成的非费米液体。在转角MoTe2双层（tMoTe2）中预测了它的零场对应物，这是一种最近发现的分数Chern绝缘体（FCL），表现出分数量子反常霍尔效应（FQAHE）。尽管在ν=−1/2处的输运测量显示出与零场复合费米液体一致的特征，但新的探测对于研究该态及其基本激发至关重要。
在此研究中，利用tMoTe2的独特谷性质，作者报道了零场复合费米液体的光学特征。研究测量了三激子（trion）光致发光的圆偏振（ρ）与空穴掺杂和电场的关系。研究发现，在表现出强铁磁性的相空间内，ρ在费米液态中接近统一。然而，ρ在整数和分数Chern绝缘体上以及在ν=−1/2附近的空穴掺杂范围内都被淬灭。温度、光激发功率和电场依赖性测量表明，ρ的淬灭是Chern绝缘体（复合费米液体）电子激发能隙（赝能隙）的直接结果：由于形成三激子所需的局域自旋极化激发被强烈抑制，因此在相应的填充因子下，三激子的形成依赖于光产生的非极化巡游空穴。这项研究工作重点介绍了tMoTe2独有零场分数Chern绝缘体物理学的新激子探测。
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图2 Chern绝缘体态处三激子光致发光螺旋度的抑制
图3 铁磁性和三激子光致发光螺旋度和温度依赖性的相空间比较
图4 零场复合费米液体相中三激子光致发光螺旋度的抑制
Anderson, E., Cai, J., Reddy, A.P. et al. Trion sensing of a zero-field composite Fermi liquid. Nature, 2024, 635, 590–595. https://doi.org/10.1038/s41586-024-08134-0
【其他相关文献】
[1] Cai, J., Anderson, E., Wang, C. et al. Signatures of fractional quantum anomalous Hall states in twisted MoTe2. Nature, 2023, 622, 63–68. https://doi.org/10.1038/s41586-023-06289-w[2] Zeng, Y., Xia, Z., Kang, K. et al. Thermodynamic evidence of fractional Chern insulator in moiré MoTe2. Nature, 2023, 622, 69–73. https://doi.org/10.1038/s41586-023-06452-3![]()
