受带电杂质影响的剥离石墨烯中的量子霍尔效应：计量学测量

在转移至 $\textrm{Si/SiO}_{2}$ 衬底的单层（ML）或双层（BL）剥离石墨烯制成的几微米宽霍尔条中，我们进行了量子霍尔效应（QHE）的计量学研究，并辅以低磁场下的输运测量。根据电导率对电荷载流子密度的依赖关系以及低磁场下量子修正的测量，我们推断这些器件的输运性质主要由载流子与高浓度带电杂质的库仑相互作用主导。在 QHE 区，即高磁场和低温（$T<1.3 \textrm{K}$）下，通过使用低温电流比较仪与 GaAs 基量子电阻标准进行比较来测量霍尔电阻。在低耗散极限下，发现其在 von Klitzing 常数的预期有理分数处（分别在 ML 和 BL 器件中为 $R_{\mathrm{K}}/2$ 和 $R_{\mathrm{K}}/4$）量化精度在 $10^{7}$ 分之 5 以内（一倍标准差，$1 \sigma$）。这些结果构成了迄今为止单层和双层剥离石墨烯中最精确的 QHE 量化测试。结果表明，量化精度的一个主要限制（发现其远高于 GaAs 中通常达到的 $10^{-9}$ 精度）是 QHE 击穿电流的低值不超过 $1 \mu\mathrm{A}$。在 BL 霍尔条中研究的纵向电导率的电流依赖性表明，耗散通过大局部电场辅助的准弹性朗道能级间散射发生。我们提出带电杂质导致了此类朗道能级间跃迁率的增强，并引起了小的击穿电流。