量子霍尔单层石墨烯中自旋和谷对称性破缺的层次结构

我们探索了打破单层石墨烯中$n=0$四重朗道能级简并的几种微观机制。在SU(4)对称库仑交换相互作用存在的情况下，考虑了谷散射随机势、塞曼相互作用和电子-声子耦合。在所有考虑的机制中，正是电子-声子耦合与塞曼相互作用的结合导致了$n=0$朗道能级的完全分裂。我们根据结果审视了近期关于石墨烯$n=0$朗道能级SU(4)对称性破缺是“谷优先”还是“自旋优先”的争议。展示了在相反谷极性的朗道能级之间存在中间隙态。