单层石墨烯中的手征对称性破缺与量子霍尔效应

单层石墨烯在强磁场下表现出填充因子 $\nu = 0$ 和 $\nu = \pm 1$ 处的量子霍尔态，这些态无法用非相互作用电子图像来解释。我们提出这些态源于相互作用诱导的手征对称性破缺序。我们论证指出，当化学势位于狄拉克点时，弱的在位排斥支持一种易面反铁磁态，该态同时产生平行于磁场方向的铁磁性；而对于 $|\nu|=1$，易轴反铁磁序与电荷密度波序共存。我们对 $\nu = 0$ 和 $|\nu| = 1$ 态的激活能隙随磁场的变化进行了自洽计算，结果与最近的实验结果吻合极好。本文还强调了我们的研究对单层石墨烯中分数量子霍尔态的启示。