量子霍爾邊界態(tài)理論上可構(gòu)建手性超導(dǎo)等新型量子激發(fā)態(tài)系統(tǒng)，是一種重要的拓?fù)潆娮討B(tài)。除本征屬性外，量子霍爾效應(yīng)在很大程度上會(huì)受到襯底材料對(duì)其電子摻雜乃至電子結(jié)構(gòu)調(diào)控的影響。

　　該研究發(fā)現(xiàn)，石墨烯與一氯一氧化鉻垂直復(fù)合系統(tǒng)中的界面準(zhǔn)二維電子態(tài)自發(fā)對(duì)稱破缺，并趨于形成波長(zhǎng)在數(shù)納米至數(shù)十納米的電荷序。

　　這種長(zhǎng)程序超周期能夠進(jìn)一步加強(qiáng)石墨烯電子自身的電子關(guān)聯(lián)，使得電中性點(diǎn)附近的狄拉克電子費(fèi)米速度大幅增加并打開(kāi)帶隙，體現(xiàn)為狄拉克錐“變尖”的能帶重構(gòu)。

　　值得一提的是，在這個(gè)界面耦合量子霍爾邊界態(tài)相中，橫向電導(dǎo)量子化可以在很小磁場(chǎng)中發(fā)生，并且該行為可維持到液氮溫度以上，具有極強(qiáng)的魯棒性。例如，77K溫度下，該體系實(shí)現(xiàn)±2填充系數(shù)的橫向電導(dǎo)量子化平臺(tái)所需磁場(chǎng)可低至350mT（該磁場(chǎng)強(qiáng)度可由一般永磁體提供），而傳統(tǒng)石墨烯的量子化電導(dǎo)需要10T以上磁場(chǎng)才能獲得。這使量子化電導(dǎo)邊界態(tài)在諸如拓?fù)涑瑢?dǎo)、量子霍爾法珀干涉等未來(lái)電子學(xué)應(yīng)用方面，從液氦溫區(qū)向液氮溫區(qū)邁出了關(guān)鍵一步。

　　相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41565-022-01248-4