双层石墨烯中的螺旋量子霍尔边缘模：量子自旋梯的实现

量子自旋梯系统丰富的相图在理论文献中引起了广泛关注。然而，这一迷人物理现象的实验实现进展缓慢。虽然存在具有梯状结构的材料，但梯间耦合总是使情况变得复杂。此外，此类材料在磁交换参数方面的可调性有限（如果有的话），且对不同相的实验探测极具挑战性。在本工作中，我们表明自旋梯物理可以在零填充量子霍尔态下由双层石墨烯构成的工程纳米结构中实现。具体而言，我们描述了一种分裂双栅设置，其中在样品中间明确诱导了畴壁，并表明沿该畴壁形成了有效的自旋梯。通过调节磁场、电场以及栅极间距，可以调节梯的相互作用强度。此外，我们证明了有效自旋梯具有螺旋性质，这意味着可以通过电荷输运实验相当简单地探测自旋关联。我们描述了该系统的相图，并表明某些输运测量对相非常敏感。