复合费米子的自旋极化与粒子-空穴对称性破缺

我们研究了临界自旋极化能（$\alpha_{\rm C}$），当该能量高于此值时，限制在对称 GaAs 量子阱中的二维电子系统内的分数量子霍尔态将变为完全自旋极化。我们发现，随着阱宽的增加，$\alpha_{\rm C}$ 显著降低。在具有可比电子层厚度的系统中，靠近 Landau 能级填充 $\nu=3/2$ 的分数态的 $\alpha_{\rm C}$ 约为靠近 $\nu=1/2$ 的两倍，这表明粒子-空穴对称性发生了破缺。结合通过有效三体相互作用引入的 Landau 能级混合以及有限层厚度的理论计算，捕捉到了实验结果的某些定性特征。