偶分母分数量子霍尔态的有限厚度效应与自旋极化
介观与纳米尺度物理
2020-06-15 v1 强关联电子
摘要
第二朗道能级（LL）中自旋极化的偶分母分数量子霍尔（FQH）态，即 5/2 与 7/2，可能拥有服从非阿贝尔统计的新奇准粒子激发。然而，7/2 FQH 态的自旋极化尚未经实验研究，而倾斜场实验得到的 5/2 FQH 态自旋极化仍存争议。利用最低电子温度低至 25 mK 的压电驱动样品旋转器，我们通过精度小于 0.1{\deg} 的倾斜角精确控制，研究了第二 LL 中偶分母 FQH 态的能隙。我们观测到 5/2、7/2、第二 LL 中其他 FQH 态（7/3 与 8/3）以及第三 LL 中重入整数量子霍尔（RIQH）态对面内磁场的两种不同能隙依赖关系。尽管转变场因态而异，其对应的面内磁长度与样品量子阱厚度相当，这可能源于有限厚度效应的影响。在低面内磁场下，在假想的有限厚度效应开始主导之前，5/2 与 7/2 态的能隙均呈现非递减行为，支持自旋极化基态。我们的结果还表明，第三 LL 中的 7/3、8/3 FQH 态与 RIQH 态是自旋极化或部分自旋极化的。
引用
@article{arxiv.2006.06925,
title = {Finite-thickness effect and spin polarization of the even-denominator fractional quantum Hall states},
author = {Pengjie Wang and Jian Sun and Hailong Fu and Yijia Wu and Hua Chen and L. N. Pfeiffer and K. W. West and X. C. Xie and Xi Lin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.06925},
year = {2020}
}