石墨烯中自由与束缚磁子的热力学
介观与纳米尺度物理
2022-02-09 v1 强关联电子
摘要
对称性破缺的电子相支持中性集体激发。例如,量子霍尔区中的单层石墨烯在填充因子 处呈现近乎理想的铁磁相,自发破缺自旋旋转对称性。已证明该铁磁体支持称为磁子的自旋波激发,可通过电学方式产生与探测。虽然长程磁子传播已通过输运测量证实,但此类磁子群体的重要热力学性质——包括磁子化学势与密度——迄今尚超出实验可及范围。本文中,我们呈现磁子影响下的电子压缩率局域测量,揭示 能隙减小达 20%。将这些测量与温度估计结合,我们的分析表明注入的磁子与电子和空穴束缚形成 skyrmion(斯格明子),并得以提取自由磁子密度、磁子化学势与平均 skyrmion 自旋。我们的方法提供了一种探测电荷中性激发热力学性质的新途径,适用于其他对称性破缺的电子相。
引用
@article{arxiv.2103.00015,
title = {Thermodynamics of free and bound magnons in graphene},
author = {Andrew T. Pierce and Yonglong Xie and Seung Hwan Lee and Patrick R. Forrester and Di S. Wei and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Bertrand I. Halperin and Amir Yacoby},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.00015},
year = {2022}
}