$\nu_T = 1$ 时的电荷不平衡与双层二维电子系统

我们利用层间隧穿研究了在 $\nu_T = 1$ 时，两层之间电荷密度不平衡 $\Delta \nu =\nu_1-\nu_2$ 的宽范围内双层二维电子系统。我们发现，在小层间距下与相干激子 $\nu_T = 1$ 相相关的显著增强隧穿可以至少维持到 $\Delta \nu$ = 0.5 的不平衡度，即 $(\nu_1, \nu_2)$ = (3/4, 1/4)。激子 $\nu_T = 1$ 态与缺乏显著层间关联的双层态之间的相变可以通过三种不同方式诱导：增加有效层间距 $d/\ell$、温度 $T$ 或电荷不平衡 $\Delta \nu$。我们观察到，在相边界附近，相干 $\nu_T = 1$ 相在 $\Delta \nu$ = 0 时可能不存在，在中等 $\Delta \nu$ 时存在，但在大 $\Delta \nu$ 时再次不存在，这表明它与非相干准独立层态之间存在复杂的相竞争。在零不平衡时，临界 $d/\ell$ 随温度线性变化，而在 $\Delta \nu$ = 1/3 时，临界 $d/\ell$ 对 $T$ 的依赖性很弱。在 $\Delta \nu$ = 1/3 时，我们首次报道了相干激子 $\nu_T = 1$ 双层整数量子霍尔相与 $\nu_1$ = 2/3 和 $\nu_2=1/3$ 的单层分数量子霍尔态对之间的直接相变。