观察巨型非线性谷霍尔效应
介观与纳米尺度物理
2025-03-06 v1
摘要
谷霍尔效应 (VHE) 通过利用谷的自由度为谷轨道器件提供了广阔的应用前景。目前对 VHE 的研究仅聚焦于其对施加电流的线性响应，导致非线性谷响应未被探测，亦未发展出非线性谷轨道器件。本文报道了在石墠-hBN 莫尔结构中观察到的非线性 VHE，证据为在交流电流下产生的第二谐波非局部电压所致。值得注意的是，非线性 VHE 的幅度超过线性 VHE，且通过栅极电压可实现高度可调，表现为 Dirac 隧穿隧道两侧的成对相反峰。非线性信号随驱动电流呈二次方尺度，随局部电阻呈四次方尺度，与线性效应具有显著区别。这些实验特征与由非线性 VHE 介导的非局部传输以及线性反 VHE 理论模型相一致。我们进一步通过观察第三-和第四-谐波非局部电压揭示了非线性反 VHE。非线性 VHE 提供了一种新的谷操控机制，使开发基于 AC 电荷电流转换为 DC 谷电流的谷整流器器件成为可能。
引用
@article{arxiv.2503.03147,
title = {Observation of giant nonlinear valley Hall effect},
author = {Pan He and Min Zhang and Jin Cao and Jingru Li and Hao Liu and Jinfeng Zhai and Ruibo Wang and Cong Xiao and Shengyuan A. Yang and Jian Shen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.03147},
year = {2025}
}