高磁场下石墨中的洛伦兹能级分裂

我们研究了在高质量石墨样品中，受强磁场(最高达45 T)作用下的二维电子与空穴的量子霍尔(QH)效应。在磁场 B>20 T 时，发现填满因子为 $\nu=0,\pm 1,\pm 4$ 的QH台阶，表明此前在 $\nu=\pm(|n|+1/2)$ 处观察到的QH态的四重简并性被分裂，其中 n 为洛伦兹能级指数。特别地，$\nu=0, \pm 1$ QH台阶的出现表明，电荷中性 Dirac 点处的洛伦兹能级分裂为四个亚能级，解除亚格局和自旋简并。$\nu=\pm 4$ 处的QH效应在倾斜磁场中被研究，可归因于 n=1 洛伦兹能级自旋简并性的分裂。