量子哈尔Bulk的光电流纳米光谱
介观与纳米尺度物理
2025-04-15 v1
摘要
理解二维电子体系在量子哈尔 regime下在纳米尺度上的电子和热传输特性，尤其是绝缘 bulk 状态，具有诸多挑战性。主要困难之一是旋向边缘通道的存在，这些通道的传输行为掩盖了绝缘 bulk 调查。利用近场 (NF) 光学和光电流 (PC) 纳米光谱，我们在无需复杂样品或电极几何结构的情况下探测了石墨在量子哈尔 regime下实空间光学和热力学动态变化。就近电中性点 (CNP) 而言，我们检测到来自 0 级和 +-1 级 Landau 能级之间共振 inter-Landau 能级 (LL) 磁子激子激发的强光学和光热信号，这些信号因Pauli阻塞而随掺杂程度逐渐减弱。有趣的是，在较高掺杂水平和完整整数 LL 填充时，光热信号在约10微米尺度范围内重新出现，表明意外的长距离散热长度和通过绝缘 bulk 的非局部光热加热。这一观察表明，即使电子传输被抑制，热导率仍然存在局域化状态 - 这明显违反了Wiedemann-Franz (WF) 法则。我们的实验为不可压缩二维气体体的纳米尺度热和电子传输提供了新见解，突显了磁子激子和旋向边缘态在Dirac量子哈尔态热光电动力学中的作用。
引用
@article{arxiv.2504.09442,
title = {Photocurrent Nanoscopy of Quantum Hall Bulk},
author = {Ran Jing and Boyi Zhou and Jiacheng Sun and Shoujing Chen and Wenjun Zheng and Zijian Zhou and Heng Wang and Lukas Wehmeier and Bing Cheng and Michael Dapolito and Yinan Dong and Zengyi Du and G. L. Carr and Xu Du and D. N. Basov and Qiang Li and Mengkun Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.09442},
year = {2025}
}
备注
18 pages, 4 figures