应变石墨烯中非常规量子霍尔效应理论

我们通过理论论证和数值计算表明，当石墨烯同时受到磁场 (B) 和应变作用时，会呈现出非常规的量化霍尔电导序列。后者产生了时间反演对称的伪/轴向磁场 (b)。单电子谱由两组相互渗透的朗道能级 (LLs) 组成，位于 $\pm \sqrt{2 n |b \pm B|}$，$n=0, 1, 2, \cdots$。对于 $b>B$，这两组 LLs 具有相反的\emph{手性}，导致在化学势调节至中性点附近时，电子掺杂和空穴掺杂系统中的霍尔电导在 0 和 $\mp 2 e^2/h$ 之间{\em 振荡}。电子 - 电子相互作用稳定了各种关联基态，例如在中性点及其附近的自旋极化态、量子自旋霍尔绝缘体态，以及在非公度填充 $\sim B$ 处可能的反常霍尔绝缘体相。这种破缺对称性的基态与无应变情况下的对应态既有相似之处，也有显著差异。对于现实强度的磁场和相互作用，我们给出了零朗道能级内各种霍尔态的相互作用诱导能隙的标度关系。