单层 WSe$_2$ 中的奇分母与偶分母分数量子霍尔态
介观与纳米尺度物理
2020-07-17 v2
摘要
单层 (ML) 半导体性过渡金属硫族化合物 (TMDs) 代表了一类独特的二维 (2D) 电子系统。它们原子级薄的结构——如同石墨烯一样——便于栅极调控，而可观的带隙和强自旋轨道耦合则有望展现出超越石墨烯的性质。大磁场下的测量揭示了一种不同于其他二维电子系统的反常朗道能级 (LL) 结构。然而，由于样品质量有限和电接触不良，探测最低朗道能级 (LLs) 一直具有挑战性，并且在分数填充朗道能级区间内观测电子关联此前未能实现。在此，我们通过体电子压缩率测量，研究了极端量子极限下 ML WSe 的朗道能级结构，并在最低三个朗道能级中观测到分数量子霍尔 (FQH) 态。奇分母 FQH 序列展现出随朗道能级轨道指数的系统性演化，这是其他任何系统都未观测到、却与一般性理论预期相符的现象。此外，我们在第二朗道能级中观测到一个预期承载非阿贝尔统计的偶分母态。我们的结果表明，二维半导体能够提供在量子霍尔区与理想化理论模型高度接近的实验平台。
引用
@article{arxiv.1911.04428,
title = {Odd- and even-denominator fractional quantum Hall states in monolayer WSe$_2$},
author = {Qianhui Shi and En-Min Shih and Martin V. Gustafsson and Daniel A. Rhodes and Bumho Kim and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Zlatko Papić and James Hone and Cory R. Dean},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.04428},
year = {2020}
}
备注
typos in v1 corrected