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电场可调摩尔系统中巨非线性霍尔效应的有效调控与实现

介观与纳米尺度物理 2023-01-31 v1

摘要

二阶非线性霍尔效应揭示了在具有反演对称性破缺的量子材料中出现的倍频横向电流,即便时间反演对称性得以保持。该非线性响应源于 Berry 曲率偶极与手性 Bloch 电子斜散射两者,反映了晶格对称性、能带色散以及电子波函数拓扑的各类信息。尽管已在多种凝聚态系统中投入诸多努力以探测非线性霍尔效应,在单一系统中对两种主要机制的有效调控仍属缺乏,且所报道的响应相对微弱。在此,我们报道了在 AB-BA 堆垛扭曲双 bilayer 石墨烯中非线性霍尔效应的有效调控与巨二阶霍尔电导率(500μmSV1\sim500 {\mu}mSV^{-1},较报道值高出数个数量级)的实现。在能带边缘附近,我们辨识出由 Berry 曲率偶极主导的非线性霍尔效应,及其向斜散射主导响应的可控转变。另一方面,巨响应在 van Hove 奇点附近被探测到,主要由手性 Bloch 电子的斜散射决定。我们的发现确立了电场可调摩尔系统用于非线性霍尔效应调控与应用的广阔前景。

关键词

引用

@article{arxiv.2301.12117,
  title  = {Effective manipulation and realization of a colossal nonlinear Hall effect in an electric-field tunable moir\'e system},
  author = {Jinrui Zhong and Junxi Duan and Shihao Zhang and Huimin Peng and Qi Feng and Yuqin Hu and Qinsheng Wang and Jinhai Mao and Jianpeng Liu and Yugui Yao},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2301.12117},
  year   = {2023}
}

备注

17 pages, 4 figures