石墨烯中的自旋与谷量子霍尔铁磁性
介观与纳米尺度物理
2013-09-17 v1
摘要
在石墨烯朗道能级 (LL) 中，强库仑相互作用和四重自旋/谷简并导致了近似的 SU(4) 同位旋对称性。在部分填充时，交换相互作用可以自发地打破这种对称性，表现为正常序列之外的额外整数量子霍尔平台。在此，我们报告了大量这些量子霍尔同位旋铁磁 (QHIFM) 态的观测结果，并利用温度依赖的倾斜场磁输运根据其实自旋结构对其进行分类。测量到的大激活能隙证实了对称性破缺态的库仑起源，但其序强烈依赖于 LL 指数。在高能 LL 中，塞曼效应是主导的排列场，导致在半填充时具有斯格明子激发的实自旋铁磁体；而在“相对论性”零能 LL 中，晶格尺度各向异性驱动系统进入自旋未极化态，这可能是电荷密度波或自旋密度波。
引用
@article{arxiv.1201.4167,
title = {Spin and valley quantum Hall ferromagnetism in graphene},
author = {Andrea F. Young and Cory R. Dean and Lei Wang and Hechen Ren and Paul Cadden-Zimansky and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and James Hone and Kenneth L. Shepard and Philip Kim},
journal= {arXiv preprint arXiv:1201.4167},
year = {2013}
}
备注
Supplementary information available at http://pico.phys.columbia.edu