量子霍尔区单层石墨烯的负纵向电阻

在量子霍尔区，电荷电流由理想的一维边缘通道承载，其背散射被拓扑所禁止。这导致霍尔条边缘电势恒定，从而使四端纵向电阻 $r_{xx}$ 为零。当拓扑保护被破坏时，反向传播边缘态之间的有限散射通常会导致 $r_{xx} > 0$。然而，如果局部无序允许边缘态相交，则可能导致 $r_{xx} < 0$ 这一有悖直觉的情况。在本工作中，我们报告了在量子霍尔区测量的封装单层石墨烯霍尔条器件中观察到的此类非常规负纵向电阻，并进行了系统研究。我们辅以数值计算，这使我们能够概括出出现负 $r_{xx}$ 的必要条件，并排除宏观无序（污染气泡）作为其主要来源。