Nano Lett.:扭曲双层石墨烯层间相干奇整数量子霍尔态
兔兔 兔兔 2021-05-07

二维近距离电子系统的研究在III-V半导体领域是一个非常有意义的课题。玻色-爱因斯坦凝聚态的观察是最突出的成果之一。这些耦合电子系统中丰富的物理特性源于它们提供的额外自由度。隧穿使得载流子在层间发生跃迁,层间库仑相互作用与层内相互作用相互竞争。这两种方法都可以通过改变隧道阻挡层和层间分离的特性来实现。对于小的层间距,层间隧穿混合每层的水平,形成对称和反对称状态。有鉴于此,马克斯·普朗克研究所Jurgen H. Smet等人报告了旋转2°的两个堆叠石墨烯层中的量子霍尔效应。

 

本文要点:

1当调整密度时,通过磁击穿机制,层间的隧穿强度可以由弱到强变化。在平衡层密度下,奇整数量子霍尔物理在抑制隧穿机制中是不被预期的,但它被观察到了。

2作者将其解释为库仑相互作用诱发的层间相干和在每层半填充时形成的激子的玻色-爱因斯坦凝聚态特征。由于两层在不同的量子霍尔态中同时凝聚,导致从层间相干态到不可压缩态行为的相变,密度不平衡引起可重入行为。随着总密度的增加,磁性击穿占了上风。由于增强的层间隧穿,层间相干状态和相变消失。

Youngwook Kim et al. Odd Integer Quantum Hall States with Interlayer Coherence in Twisted Bilayer Graphene. Nano Lett. 2021.

DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c00360.

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c00360


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