菱方石墨烯多层膜中边缘驱动的扩展量子反常霍尔晶体与分数量子霍尔绝缘体之间的转变

最近在五层石墨烯中观察到具有分数填充下分数化量子化霍尔电导的分数量子霍尔绝缘体（FCI）和在一个扩展掺杂区域内具有整数量子化霍尔电导的扩展量子反常霍尔（EQAH）晶体。一个特别令人困惑的观察是EQAH和FCI区域之间的转变，该转变由温度或电流驱动。在此，我们提出了一种基于拓扑保护的无能隙边缘模来理解这些转变的机制，这些边缘模在FCI和EQAH相中都存在，并且在低于能隙的温度尺度下最为相关。我们的考虑基于一个简单的假设：FCI中的边缘速度小于EQAH中的边缘速度，因此贡献了更高的熵。我们进一步论证，由于无序，器件中普遍存在具有相反分数化量子化霍尔电导的畴，这导致了边缘模网络的形成。由于边缘重构，畴间边缘模的速度进一步降低。当边缘模的占据接近能隙边缘时，电流也可以降低边缘速度。因此，在非零温度下，边缘熵通过温度或电流驱动了从EQAH到FCI的转变。