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《今日新材料》：半填充的最低朗道能级是研究相互作用拓扑相的主要平台。著名例子之一是复合费米液体composite Fermi liquid，这是一种在强磁场中，复合费米子形成的非费米液体。（注：在朗道能级被分数填充时，电子将与一定数量的磁通形成束缚态，这被称为复合费米子。复合费米子图像可用于解释大量有能隙的分数量子霍尔态以及无能隙的复合费米子液体态）
最近发现在二维双层转角碲化钼MoTe2 (tMoTe2)中表现出了分数量子反常霍尔效应的分数陈氏绝缘体，并预测了零磁场时的情况。尽管在ν=-1/2处，输运测量显示了与零磁场复合费米液体一致的特征，但新的探测，对于研究量子态及其元激发elementary excitations，是至关重要的。
今日，美国 华盛顿大学（University of Washington）Eric Anderson，许晓栋（中国科大9704校友）等（注：本文还有一位作者是麻省理工学院傅亮教授，来自中国科大00级少年班），在Nature上发文，利用二维双层转角碲化钼tMoTe2独特的谷性质，报道了零磁场复合费米液体的光学特征。测量了三激子Trion光致发光的圆偏振度(ρ)与空穴掺杂和电场关系。研究发现，在显示稳定铁磁性的相空间中，费米液态的圆偏振度ρ接近于1。然而，在整数和分数陈氏绝缘体处，以及在接近ν=-1/2的空穴掺杂范围内，圆偏振度ρ猝灭。温度、光激发功率和电场依赖性测量表明，圆偏振度ρ的淬灭是陈氏绝缘体（复合费米液体）电子激发的能隙（赝能隙）的直接结果：由于形成三激子trion所必需的局域自旋极化激发被强烈抑制，在相应填充因子下，三激子trion形成依赖于光学产生的非极化巡游itinerant空穴。这一成果表明，一种新的零磁场分数陈氏绝缘体物理的激子探针，这也是二维转角碲化钼tMoTe2所独有的。
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Trion sensing of a zero-field composite Fermi liquid.
零磁场复合费米液体的三激子传感。
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图1: 三激子Trion光致发光的自发圆偏振。
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图2:在陈氏Chern绝缘体态时，三激子光致发光螺旋度helicity的抑制。
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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。
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图4: 在零磁场复合费米液体composite Fermi liquid，CFL相中，三激子Trion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 635, 590–595 (2024).https://doi.org/10.1038/s41586-024-08134-0https://www.nature.com/articles/s41586-024-08134-0声明：仅代表译者观点，如有不科学之处，请在下方留言指正！（备注：激子是通过库仑力紧密结合的电子-空穴对，在带间激发后在分子中形成，如光子或等离子体的能量吸收。三激子trions 是带有额外正电荷或负电荷的激子。它们通常由电荷注入与中性激发态结合形成。一般来说，一个 trion 有三个电荷，电子最初的负电荷，激子的空穴和一个额外的电荷。由于它的结合能很小，只能在极低的温度下观察到它。如果 trion 是基于固定在晶格中的带电位点，那么 trion 将是不移动的，例如正电荷粒子形成的正电荷 trion；而如果这个 trion 是基于半导体的导带电子或价带空穴，那么这个 trion 是可移动的。与激子类似，trions也可以在跃迁到基态的过程中产生光子。trions 的性质与激子有很大的不同。由于 trions 的额外电荷，trions 中电荷之间的斥力比激子的斥力大。因此，电荷在 trions 中离域，改变了电子和空穴电荷密度的重叠，增加了整体有效玻尔半径。此外，由于振子强度不同，辐射概率也不同，即吸收和发射过程。来源：单分子科学研究中心）
