石墨烯器件中量子霍尔边缘通道无边缘重构
介观与纳米尺度物理
2023-05-16 v2
摘要
拓扑绝缘体中的电子边缘态已成为物理学中的一个主要范式。最古老且主要的例子是在垂直磁场下沿二维电子气（2DEGs）周边传播的量子霍尔（QH）边缘通道。然而，尽管利用多种输运和扫描探针技术进行了 40 年的深入研究，对 QH 边缘通道实空间结构的成像一直很困难，主要归因于大多数半导体中 2DEG 的埋藏特性。在此，我们通过在对六方氮化硼上的石墨烯薄片边缘进行扫描隧穿谱，表明石墨烯中的 QH 边缘态被限制在晶边几个磁长度范围内。这些发现表明，QH 边缘态由晶边处电子波函数消失的边界条件所定义，从而形成理想的一维手性通道，无静电重构。我们进一步证实边缘处载流子密度均匀，这与关于存在非拓扑上游模的猜想形成对比。量子霍尔边缘态无静电重构，对基于石墨烯的系统及其他二维晶体材料中电子与热输运实验的普适性具有深远影响。
引用
@article{arxiv.2210.08152,
title = {Absence of edge reconstruction for quantum Hall edge channels in graphene devices},
author = {Alexis Coissard and Adolfo G. Grushin and Cécile Repellin and Louis Veyrat and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Frédéric Gay and Hervé Courtois and Hermann Sellier and Benjamin Sacépé},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.08152},
year = {2023}
}
备注
New theoretical simulations of the tunneling DOS added