量子霍尔效应边缘带的实空间成像

我们使用动态扫描电容显微镜（DSCM）对量子霍尔效应（QHE）体系中二维电子气（2DEG）霍尔条边缘的可压缩和不可压缩带进行成像。该方法可以测量尖锐金属尖端在样品表面扫描时与地之间的复局部电导$G_{ts}$，其中包含复样品电导。在整数填充因子附近，我们在$G_{ts}$的虚部中观察到沿样品边缘的一条亮带。同时记录到的实部在样品内部与虚部中观察到的带之间的边界处出现一个尖锐峰。这些特征在逆磁场下呈周期性，并且与样品边缘形成的可压缩和不可压缩带一致。当电流大于QHE击穿的临界电流时，这些带急剧消失，并恢复为类似于零磁场的均匀信号。我们的实验直接展示了概念上重要的QHE边缘态在2DEG物理边缘处的形成及其多种性质。