Valley-spin polarized Landau levels in a monolayer semiconductor
过渡金属双硫族化合物（TMD）中的电子同时具有谷自由度和自旋自由度。这些内部量子自由度为探索新的物理现象以及电子学和光子学应用提供了理想的实验室。谷和自旋相关的光学和电学性质，起源于Berry曲率效应，最近已被证明。这样的Berry曲率效应，连同强的自旋-轨道相互作用，可以在垂直磁场下进一步产生非常规的朗道能级（LL），其支持量子霍尔机制中的谷和自旋极化手征边缘态。然而，独特的LL结构尚未在TMD中得到证实。在这里，我们报告的观察充分谷和自旋极化的LL在高品质的WSe 2单层实现使用范德华异质结器件平台。手持分辨光学反射光谱已被应用于探测在个别山谷间LL过渡。当地办事处的结构已经建成。还观察到由强库仑相互作用驱动的掺杂诱导的质量重整化。我们的结果为研究非常规LL物理和单层TMD中的量子霍尔效应打开了大门。
2017-02-18 cond-mat.mes-hall
Landau Quantization in Graphene Monolayer, Bernal Bilayer, and Bernal Trilayer on Graphite Surface
用扫描隧道显微镜和光谱学研究了从石墨表面退耦的电子性质。我们发现，它是可能的，以识别去耦石墨烯单层，Bernal双层，和Bernal三层在石墨表面根据其隧道谱在高磁场。退耦单层和双层分别表现出无质量和有质量狄拉克费米子的朗道量子化。衬底产生一个相当大的带隙，~35 meV，在Bernal双层，因此，在电荷中性点的八倍简并朗道能级分裂成两个谷极化的四重态极化的每一层上。在退耦的Bernal三层中，我们发现有质量和无质量的Dirac费米子共存，其低能能带结构可以很好地用最近邻层内和层间跳跃参数来描述.在三层中观察到无质量狄拉克费米子的费米速度和有质量狄拉克费米子的有效质量之间的强相关性。我们的结果表明，石墨表面提供了一个天然的理想平台，探测石墨烯层的电子光谱。
2015-01-07 cond-mat.mes-hall
The Effects of Landau level mixing on the fractional quantum Hall effect in monolayer Graphene
我们报告的自旋和谷极化分数量子霍尔效应的精确对角化研究结果的$N=0$和1朗道水平的石墨烯。我们使用一个有效的模型，将朗道能级混合到最低阶的参数$κ= \frac{e^2/ε\ell}{\hbar v_F/\ell}=\frac{e^2}{εv_F\hbar}$，这是磁场独立的，只能通过基板的选择而变化。我们发现在$κ\lesssim 2$的$N=0$朗道能级中朗道能级混合效应可以忽略不计。事实上，最低朗道能级投影库仑哈密顿量对于石墨烯比对于基于半导体的量子阱更好地近似真实哈密顿量。因此，在$κ$的这个范围内，在$N=0$朗道能级中预期主要的分数量子霍尔态。在$N=1$朗道能级中，分数量子霍尔态被期望用于较小范围的$κ$和朗道能级混合，强烈地破坏粒子-空穴对称性，从而产生与$N=0$朗道能级相比质上不同的结果。在$N=1$ Landau水平的半填充时，我们预测对于$κ\sim 0.25$ - $0.75$将发生抗Pfalanan状态。
2014-08-21 cond-mat.mes-hall
Interactions and magnetotransport through spin-valley coupled Landau levels in monolayer MoS$_{2}$
过渡金属二硫属化物（TMD）单层结构中强的自旋-轨道耦合和反转对称性破缺导致自旋-谷耦合能带结构。这种能带结构在电子学和光电子学领域中产生了新的应用。密度泛函理论计算以及光学实验都集中在价带中的自旋谷耦合。在这里，我们提出了高品质的n型单层二硫化钼（MoS $_{2}$）样品的磁输运实验，显示高分辨率的Shubnikov-de Haas振荡在磁场低至$2~T$。我们发现的有效质量$0.7~m_{e}$，约为理论预测的两倍，几乎独立的磁场和载流子密度。我们进一步探测到在大约$15~meV$的能量处第二自旋轨道分裂带的占据，即大约比预测的大$5$倍。此外，我们证明了一个复杂的朗道能级谱所产生的密度依赖塞曼分裂和自旋和谷分裂朗道水平之间的复杂的相互作用。这些意见，使我们的样品的高电子质量，证明了相互作用的重要性，在导带的单层MoS $_{2}$。
2018-12-16 cond-mat.mes-hall
Magnetoelectronic states of a monolayer graphite
本文采用Peierl紧束缚模型和能带Hamilton矩阵来计算单层石墨的磁电子结构。有许多平坦的朗道能级和一些振荡的朗道能级。低朗道能级能量的特征在于一个简单的关系，而不是其他。态简并在低能和高能分别为四重简并和双简并。能级间距随能级能量的增加先迅速减小后逐渐增大。电子性质的主要特征直接反映在态密度上。预测结果可以通过光谱学得到验证。
2007-06-01 cond-mat.mes-hall
Effective low energy Hamiltonians and unconventional Landau level spectrum of monolayer C$_3$N
本文推导了单层C$_3$N在布里渊区Γ和M点处的低能有效k·p哈密顿量，分析了电子能带对称性以解释ab-initio计算结果，并计算了其朗道能级谱，发现其简并导带具有类似双层石墨烯但存在差异的非常规性质。
2022-10-07 cond-mat.mes-hall
Landau levels, edge states, and strained magnetic waveguides in graphene monolayers with enhanced spin-orbit interaction
研究了石墨烯单层在磁场和应变诱导的伪磁场中的电子性质，其中存在人为增强的自旋轨道相互作用（SOI），例如，通过合适的吸附原子沉积。对于均匀的情况下，我们提供的朗道能级本征态的任意本征和Rashba SOI，包括塞曼场的分析结果。研究了半无限几何中的边缘态，在没有Rashba项的情况下。对于临界磁场值，我们发现在狄拉克点的量子相变分离两个阶段与自旋过滤的螺旋边缘状态。这些相位具有相反的自旋电流方向。我们还讨论了应变磁波导与不均匀的字段配置文件，使手征蛇轨道。这种波导实际上不受无序诱导的背散射的影响，并且SOI为这些模式提供了非平凡的自旋纹理。
2011-10-13 cond-mat.mes-hall
Many-particle effects in the cyclotron resonance of encapsulated monolayer graphene
我们研究了高迁移率单层石墨烯在六方氮化硼中的红外回旋共振，同时观察到多条由带间朗道能级跃迁引起的窄共振线。通过保持磁场强度，$B$，常数，而调谐的载流子密度，$n$，我们发现的过渡能表现出明显的非单调依赖于朗道能级填充因子，$ν\propto n/B$。这构成了电子-电子相互作用对石墨烯中朗道能级跃迁能量的贡献的直接证据，超出了单粒子图像。此外，分裂发生在向最低朗道能级或从最低朗道能级的跃迁中，这被解释为由石墨烯和氮化硼晶格的耦合引起的狄拉克质量。
2018-01-26 cond-mat.mes-hall
Suppression of Weiss oscillations in the magnetoconductivity of modulated graphene monolayer
我们研究了在电场和磁场调制下，单层石墨烯片中狄拉克电子的电输运性质。考虑了同相和异相调制对量子输运的影响。我们提出的狄拉克电子的能谱和带宽的调制的存在。我们确定了该系统的磁导率张量的$σ_{yy}$分量，并计算了它的渐近表达式，以更好地说明同相和异相调制的影响，发现磁导率中的振荡位置取决于两种调制的相对强度.当这两个调制是异相的，有完全抑制外斯振荡的特定相对强度的调制。
2009-07-16 cond-mat.mes-hall
Room Temperature Terahertz Electroabsorption Modulation by Excitons in Monolayer Transition Metal Dichalcogenides
非共振激光脉冲与单层过渡金属二硫族化物中激子的相互作用作为激子性质的谷选择性相干控制的一种途径正引起越来越多的关注。在这里，我们通过揭示单层MoS $_2$的激子共振上的强太赫兹场的影响来扩展已知的非共振现象的分类。我们观察到，太赫兹泵浦脉冲引起的激子的相干寿命的选择性修改，而保持其振子强度和峰值能量不变。我们合理化这些结果在理论上调用迄今未观察到的表现的Franz-Keldysh效应的激子共振。由于光吸收的调制深度在室温下达到0.05 dB/nm的值，我们的研究结果开辟了使用半导体过渡金属二硫属化物作为高速电吸收器件的紧凑和高效平台的道路。
2020-06-08 cond-mat.mes-hall
Ambipolar Landau levels and strong band-selective carrier interactions in monolayer WSe$_2$
过渡金属二硫属化合物（TMD）的单分子膜（ML）在磁场下表现出不寻常的电学行为，这是由于其内在的自旋-轨道耦合和缺乏反转对称性。虽然最近的实验也确定了这些材料中载体相互作用的关键作用，但双极朗道能级（LL）序列的完整映射仍然难以捉摸。在这里，我们使用单电子晶体管进行LL光谱ML WSe $_2$，第一次提供了一个ML TMD的电子结构的电子和空穴的全面图片。我们发现两个带之间的LL显着不同，并遵循一个独特的序列中的价带（VB）是由强塞曼效应为主。VB中的塞曼分裂是回旋能量的几倍，远远超过了单粒子模型的预测，而且与掺杂显著调谐。这意味着异常强烈的多体相互作用，并表明ML WSe $_2$可以作为新的相关电子现象的主机。
2017-10-05 cond-mat.mes-hall
Spectrum of exciton states in monolayer transition metal dichalcogenides: angular momentum and Landau levels
从单层过渡金属二硫属化物（TMD）中载流子的单粒子Dirac哈密顿量出发，构造了一个四带激子哈密顿量.激子波函数的角部分可以从径向部分中分离出来，在零质心动量激子的情况下，通过利用总激子角动量算符的本征态与哈密顿量交换。我们解释了为什么这种方法失败的激子与有限的质心动量或在一个垂直的磁场的存在下，并提出了一个近似来解决这个问题。计算了不同TMD下不同激子激发态的结合能和平均粒子间距离，并与文献结果进行了比较。值得注意的是，我们发现在$\mp K$谷的谷间激子基态具有角动量$j=\pm1$，这是由于分离粒子的赝自旋。计算了激子质量和激子朗道能级，发现磁场会改变相对角动量相反的激子态的简并度。
2019-03-28 cond-mat.mes-hall
Spatially resolving unconventional interface Landau quantization in a graphene monolayer-bilayer planar junction
石墨烯混合平面结构由具有不同量子霍尔（QH）状态的两个区域组成，表现出不寻常的传输特性1 -5，源于两个不同区域6界面处的手性边缘态平衡。在这里，我们提出了一个亚纳米分辨的扫描隧道显微镜（STM）和光谱（STS）研究的单双层石墨烯平面结在QH制度。原子定义良好的接口，这样的交界处，使我们能够在空间上解决接口的电子特性。在界面周围，我们检测到朗道量子化的无质量狄拉克费米子，如预期在石墨烯单层，低于电荷中性点Nc的结，而出乎意料的是，只有朗道量子化的大量狄拉克费米子，如预期在石墨烯双层，观察到以上的Nc。所观察到的非常规界面朗道量子化源于这样一个事实，即跨界面的量子电导仅由结的石墨烯单层和双层区域中的最小填充因子（边缘模式的数量）确定6，7。
2015-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Disorder induced helical-edge transport near $ν$=0 of monolayer graphene
在磁输运实验中研究了单层石墨烯填充因子$ν$ =0的复杂性质。作为垂直磁场的函数，观察到的金属-绝缘体的转变，这是由于在倾斜的反铁磁相的无序诱导朗道能级加宽。在金属制度的零朗道能级的分离出现和量子自旋霍尔效应的迹象被视为附近$ν$ =0。除了本地运输，非本地运输实验结果与螺旋边缘运输是一致的。
2019-08-07 cond-mat.mes-hall
Monolayer-to-mesoscale modulation of the optical properties in 2D CrI3 mapped by hyperspectral microscopy
本研究利用高光谱宽场成像，揭示了二维磁性材料CrI3中复介电函数随厚度从单层到介观尺度的非单调变化，并关联其层依赖磁性，为磁光效应调控提供关键依据。
2023-01-03 cond-mat.mes-hall
Anomalous Landau level gaps near magnetic transitions in monolayer WSe$_2$
本文通过电子压缩性测量研究单层WSe$_2$在磁场中的自旋相图，发现一级相变附近朗道能级能隙近似恒定，并揭示朗道能级填充对交换能的影响可诱导密度和磁场调控的可重入磁相变。
2024-01-03 cond-mat.mes-hall
Landau levels and magneto-transport property of monolayer phosphorene
在有效的\textbf{\emph{k$\cdot$p}}哈密顿量和紧束缚模型的框架下，对磷烯在垂直磁场下的朗道能级和磁输运性质进行了理论研究.在低场区，我们发现LL指数$n$和磁场$B$都与LL指数线性相关，这与传统的半导体二维电子气的情况类似。导带和价带的朗道劈裂不同，由于各向异性的有效质量不同，对应于各向异性层的波函数也不同。通过求解解耦的哈密顿量，得到了低能区激光限幅的解析表达式，与数值计算结果吻合较好。在高磁区，利用TB模型得到了自相似的Hofstadter蝶形谱。在宽的磁场范围内，HB谱与用有效\textbf{\emph{k$\cdot$p}}理论计算的朗道能级扇一致。我们发现，由于各向异性的跳跃参数的磷烯纳米取向的LL强烈依赖于带状取向。霍尔和纵向电导（电阻）清楚地揭示了LL的结构。
2015-04-24 cond-mat.mes-hall
Novel Magnetic Quantization of sp$^{3}$ Bonding in Monolayer Tinene
基于不同子晶格的子包络函数，提出了一种广义紧束缚模型，用于研究单层灰锡中的新的磁量子化。同时考虑了$sp^{3}$成键、自旋轨道耦合、磁场和电场的影响。独特的磁电性质在于两组低朗道能级，具有不同的轨道分量，局域化中心，状态简并度，自旋配置，以及磁场和电场的依赖性。第一组和第二组主要分别来自于$5p_{z}$和（$5p_{x}$，$5p_{y}$）轨道。它们的朗道能级分裂分别由电场和自旋轨道相互作用引起。组内反交叉只在前者中表现出来。在石墨烯、硅烯和锗烯中不存在独特的tinene Landau能级。
2015-12-07 cond-mat.mes-hall
Thermodynamic Properties of electrically modulated monolayer Graphene
对垂直磁场B作用下的电调制单层石墨烯的热力学性质进行了理论研究，旨在确定调制诱导效应对电调制石墨烯热力学性质的影响，并将所得结果与传统的二维电子气的结果进行了比较.由于电调制而产生的一维周期势提升了朗道能级的简并度，并将它们转换成宽度随B振荡的能带。我们发现Weiss型振荡的小值的B和dHvA型振荡在较大值的值$B$。我们发现，与传统的2DEG系统相比，在石墨烯中，调制诱导的热力学性质的影响增强，阻尼较小。
2008-04-21 cond-mat.mes-hall
Floating up of the zero-energy Landau level in monolayer epitaxial graphene
我们报告的低密度，大面积单层外延石墨烯器件生长在SiC上的磁输运测量。我们发现，单层石墨烯中的零能朗道能级（LL），这被预测为是磁场（$B$）无关的，可以浮动以上的费米能量在低$B$。这得到了由半圆定律近似的温度（$T$）驱动流程图以及$e^2/h$附近霍尔电导率$σ_{xy}$中的$T$独立点的支持。我们的实验数据与传统的理解形成鲜明对比，在低$T$下通过机械剥离制备的原始石墨烯中的第零LL和金属样行为。这一令人惊讶的结果可以归因于衬底诱导的亚晶格对称性破缺，它分裂了第零朗道能级的简并。我们的发现提供了一个统一的图片，关于金属的行为，在原始的石墨烯制备的机械剥离，绝缘行为和绝缘体量子霍尔过渡在单层外延石墨烯。
2016-02-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Landau-quantized excitonic absorption and luminescence in a monolayer valley semiconductor
我们研究了单层WSe $_2$在磁场作用下的朗道量子化激子吸收和发光。我们观察到门依赖的量子振荡的亮激子和trions（或激子极化子）以及暗trions和它们的声子副本。我们的研究结果揭示了自旋和谷极化朗道能级（LL）与填充因子$n = +0, +1$在底部导带和$n = -0$ $-6$在顶部价带，包括贝里曲率诱导的$n = \pm0$大质量狄拉克费米子的LL。LL填充产生周期性的激子能量漂移的平台，伴随着激子吸收的宽度和幅度的急剧振荡。这种奇特的激子行为可以通过半经验计算来模拟。实验推导的导带和价带的g因子（g ~ 2.5和g ~ 15）分别超过了单粒子模型的预测值（g = 1.5和5.5）。这种g因子的增强意味着门控单层WSe $_2$中存在强的多体相互作用。朗道量子化、激子效应和多体相互作用之间的复杂相互作用使得单层WSe $_2$成为探索新的关联量子现象的一个有前途的平台。
2020-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-valley-polarized Weiss oscillations in monolayer 1{\it T}$^{\prime}$-\ce{MoS2}
本文利用线性响应理论研究单层1T'-MoS2的纵向扩散磁电导率，发现倾斜狄拉克锥与外部电磁场调制相互作用可在Weiss振荡中诱导自旋-谷极化或自旋极化，且该极化不依赖有限的自旋-轨道耦合能隙。
2024-11-13 cond-mat.mes-hall
The overlooked role of band-gap parameter in characterization of Landau levels in a gapped phase semi-Dirac system: the monolayer phosphorene case
二维带隙半狄拉克（GSD）材料是指具有有限带隙的系统，其载流子在一个方向上表现出相对论行为，而在另一个方向上表现出薛定谔行为。在目前的工作中，我们表明，除了两个众所周知的能带功能（曲率和手征），带隙参数也发挥了至关重要的作用，在指数和磁场依赖的朗道能级（LLS）在GSD系统。我们以单层磷烯作为GSD的代表性例子，明确地提供物理的见解，这个参数在确定的指数和磁场依赖性的LLS的作用。我们推导出一个有效的一维薛定谔方程的载流子在一个垂直的磁场的存在下，并认为，其有效电位的形式显然是敏感的无量纲的带隙，是可调的结构参数。这个有效间隙的理论大小及其与椭圆形$k$ -空间回旋加速器轨道的相互作用解决了在确定原始单层磷烯中的量子霍尔效应的类型时似乎存在的矛盾。我们的研究结果有力地证实了在这种GSD材料中，LLS对磁场的依赖性与传统的二维半导体电子气一样，直到非常高的场域。利用应变诱导能隙修正方案，我们证明了LLS的场依赖性不断演化为$B^{2/3}$行为，这对无带隙的半狄拉克系统是成立的。带隙参数的突出作用可能会影响GSD材料的物理性质中的带各向异性的后果，包括磁输运、光学电导率、介电函数和热电性能。
2022-11-09 cond-mat.mes-hall
Shubnikov-de Haas oscillations of high mobility holes in monolayer and bilayer WSe$_2$: Landau level degeneracy, effective mass, and negative compressibility
我们研究了单层和双层WSe $_2$中高迁移率空穴的磁输运性质，它们在高磁场中表现出良好的Shubnikov-de Haas（SdH）振荡和量子霍尔态（QHS）.在单层和双层WSe $_2$中，SdH振荡和QHS主要发生在均匀的填充因子下，表现出两倍的朗道能级简并。对双层WSe $_2$中的SdH振荡进行了傅里叶变换分析，发现存在两个位于顶层或底层的子带，以及负的可压缩性.从SdH振荡的温度依赖性，我们确定了$0.45m_{0}$的单和双层WSe $_2$的空穴有效质量。
2016-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Modulation effect on the spin Hall resonance
本文介绍了弱电调制对自旋霍尔共振的影响。当存在垂直于电子运动平面的磁场时，形成朗道能级，由于弱调制，朗道能级变宽。朗道能级展宽的宽度随反磁场的变化呈周期性变化。存在一定的磁场，对于该磁场，在自旋向上分支和自旋向下分支之间发生朗道能级的交叉。这引起自旋霍尔电导率（SHC）中的共振。朗道能级展宽或由于调制引起的能量修正消除了SHC中谐振场处出现的奇异性，导致SHC被抑制，并在该点附近出现两个新的峰。这两个峰的间隔随着调制周期的增加而增加。此外，我们还发现这两个峰的高度也与调制周期有关。
2013-01-21 cond-mat.mes-hall
Landau level evolution driven by band hybridization in mirror symmetry broken ABA-stacked trilayer graphene
层堆叠和晶格对称性在多层石墨烯的能带结构和朗道能级中起重要作用。ABA堆叠的三层石墨烯具有镜像对称保护的单层和双层能带结构。因此，由垂直电场破坏的镜像对称性诱导这些带之间的杂化，并且出现各种量子霍尔相。实验研究了电场作用下ABA堆叠的三层石墨烯中朗道能级的演化。我们观察到各种谷和轨道依赖的朗道能级演化。通过考虑具有接近的朗道能级指数的多个朗道能级之间的杂化和由于三角翘曲效应而引起的每三个朗道能级轨道之间的杂化，定性地很好地解释了这些演化。这些观察结果与数值计算结果一致。实验和数值分析的结合，从而揭示了整个图片的朗道能级演化分解成单层和双层的ABA堆叠的三层石墨烯带的贡献。
2016-11-08 cond-mat.mes-hall
Cascade of multi-electron bubble phases in monolayer graphene at high Landau level filling
本文通过化学势测量绘制了单层石墨烯高朗道能级中电子固体态的相图，揭示了多电子泡相之间密度调制的相变级联，并发现T≈1K时固体发生熔融。
2023-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Detecting giant electron-hole asymmetry in graphene monolayer generated by strain and charged-defect scattering via Landau level spectroscopy
石墨烯单层中的电子-空穴对称性类似于宇宙中电子和正电子之间固有的对称结构，在无质量狄拉克费米子的手征性和手征隧穿中起着至关重要的作用。在这里，我们证明了应变和带电缺陷散射可以打破这种对称性显着的石墨烯单层。在我们的实验中，电子和空穴的费米速度直接通过朗道能级光谱测量。在具有晶格变形和曲率的应变石墨烯中，和分别测量为1.2 X 106 m/s和1.02 X 106 m/s。这种巨大的不对称性源于应变区域次近邻跳跃的增强。在带正电荷的缺陷周围，我们观察到了相反的电子-空穴不对称性，测得的和分别为0.86 × 106 m/s和1.14 × 106 m/s。这种大的不对称性归因于石墨烯单层中的无质量狄拉克费米子在被吸引到带电缺陷时比在被排斥时更强烈地散射。
2015-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene: Kinks, Superlattices, Landau levels, and Magnetotransport
本文综述了单层和双层石墨烯超晶格的研究进展。我们强调的准粒子的手性在产生新的狄拉克费米子模式与可调的各向异性速度在一维（1D）超晶格中的单层和双层石墨烯的作用。我们讨论了在宽范围的垂直（轨道）磁场的超晶格中的朗道能级和磁输运的结构。在单层石墨烯中，我们发现，轨道磁场可以扭转由超晶格势施加的各向异性的运输，这表明可能的开关型器件的应用。我们还考虑了局部的拓扑模式在一个扭结的电场施加垂直于双层石墨烯，并显示如何相互作用转换成两个波段的Luttinger液体与可调Luttinger参数。双层石墨烯中电场超晶格的能带结构（有或没有磁场）被示出自然地从这种拓扑模式的耦合阵列产生。我们简要回顾了二维超晶格的能带结构的一些结果。最后，我们讨论了最近的隧道和运输实验，并指出开放的问题。
2012-07-19 cond-mat.mes-hall
Edge States of Monolayer and Bilayer Graphene Nanoribbons
在紧束缚晶格模型的基础上，研究了单层和双层石墨烯纳米带（GNR）的边缘态。讨论了边跳调制、自旋轨道耦合（SOC）和偏置电压对双层GNRs的影响。我们观察到：（i）通过对单层GNR的边缘跳跃调制，可以产生一些新的额外边缘态。(ii)对于单层和双层GNR，层内Rashba SOC在抑制由本征SOC打开的能隙$E_g$中起作用。几乎线性相关关系，即，（iii）虽然偏置电压有利于无本征SOC的双层石墨烯的体能隙，但它倾向于减小由本征SOC引起的能隙。（iv）对于双层GNR，层间Rashba SOC可以完全破坏量子自旋霍尔效应的拓扑相。
2012-01-06 cond-mat.mes-hall
Effect of Landau quantization on linear magnetoresistance of periodically modulated two-dimensional electron gas
本文应用Kubo非局域电导率张量公式，研究了二维电子气在垂直磁场中的线性响应.在经典输运区，通过均匀电子气的关联函数导出了电导率张量的一般表达式。研究了在单向周期势调制条件下，朗道量子化时的量子输运机制。除了Shubnikov-de Haas振荡之外，电阻率还可以表现出具有较大周期和较小振幅的量子振荡，这些振荡在温度升高时仍然存在。当调制振幅大大超过回旋能量时，这些振荡就存在，因此由调制势从朗道能级形成的朗道子带在能量域中重叠。电阻率张量的两个对角分量都表现出与调制状态密度的修改有关的振荡。此外，当回旋轨道引导中心移动两倍回旋半径时，由散射辅助跳跃输运引起的垂直于调制轴的电阻率分量表现出另一种与跳跃几率增强有关的振荡。有人建议，这种高温振荡可以检测到的条件下，当调制周期大大超过回旋半径。
2020-06-22 cond-mat.mes-hall
Direct observation of giant binding energy modulation of exciton complexes in monolayer MoSe$_2$
在过渡金属二硫属化合物量子限制单分子膜中，介电介质的屏蔽作用改变了电子-空穴相互作用势，并在决定强束缚激子复合物的结合能方面起着关键作用。然而，由于强准粒子带隙重正化在这样的系统中，直接量化的估计在不同的电介质中的结合能的变化仍然是难以捉摸的使用光学研究。在这项工作中，通过改变介电环境，我们显示了一个显着的光致发光（PL）峰位移在低温下为较高的能量激子（2s，3s，4s，5s）在单层MoSe $_2$，而1 s激子峰位置保持不变-屏蔽诱导激子结合能调制和准粒子带隙重整化之间的变化补偿的直接证据。通过在顶部涂覆Al $_2$ O $_3$层，发现1 s激子的结合能的估计调制为58.6%（2s为70.5%，3s为78.9%，4s为85%），而准粒子带隙的相应减少估计为248 meV。这种激子复合物的结合能以及单层TMD中的带隙的大的可调谐性的直接证据具有新颖的器件应用的希望。
2017-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley Contrasting Magnetoluminescence in Monolayer MoS$_{2}$ Quantum Hall Systems
最近发现的单层VI族过渡金属二硫属化物（TMD）的谷依赖的光学选择规则，使谷偏振的光学控制成为可能，谷电子应用的关键一步。然而，在存在兰道尔能级（LL）量化的情况下，这样的选择规则被LL之间的选择规则取代，这些规则不一定是谷对比的。使用MoS $_{2}$作为一个例子，我们表明，空间反演对称性破缺的结果在不寻常的谷依赖的LL间的选择规则，直接锁定极化谷。我们发现在量子霍尔机制中所有朗道能级都存在系统的谷分裂，其大小与磁场成线性比例，并与朗道能级间距相当。因此，在光学霍尔电导率中发现了独特的平台结构，其可以通过磁光法拉第旋转来测量。
2014-07-21 cond-mat.mes-hall
Modulation of Landau levels and de Haas-van Alphen oscillation in magnetized graphene by uniaxial tensile strain/ stress
应变工程技术使我们能够以各种方式改变石墨烯的电子特性。在连续近似下，应变的影响导致赝规范场的出现和费米速度的调制。在这项研究中，我们从理论上研究了线性单轴拉伸应变和/或应力的影响，这使得费米速度各向异性，在一个磁化的石墨烯片上施加的静电电压的存在下。更具体地，我们分析了费米速度的各向异性性质对磁化石墨烯片中的结构朗道能级和de Haas-van Alphen（dHvA）量子振荡的影响。还讨论了外加应变方向的影响。
2020-09-30 cond-mat.mes-hall
Fractional quantum Hall coexistence phases in higher Landau levels of graphene
该研究理论分析单层石墨烯更高朗道能级中的量子霍尔铁磁性，发现谷极化、谷赤道、反铁磁、倾斜反铁磁及自旋-谷纠缠等多种共存对称破缺相。
2024-08-19 cond-mat.mes-hall
Shubnikov-de Haas oscillations in optical conductivity of monolayer MoSe$_2$
我们报告的极化分辨共振反射光谱的电荷可调原子薄谷半导体托管紧束缚激子耦合到一个稀释系统的充分自旋和谷极化的空穴在强磁场的存在下。我们发现，激子-空穴相互作用表现在空穴密度依赖性，Shubnikov-de Haas振荡的能量和线加宽的激子共振。这些振荡被证明是精确相关的朗道能级的占用，从而表明，强相互作用之间的激子和朗道量子化的巡回运营商，使光学调查的量子霍尔物理在过渡金属二硫属化物。
2018-12-20 cond-mat.mes-hall
Atomic resolution imaging of the two-component Dirac-Landau levels in a gapped graphene monolayer
无质量狄拉克费米子的波函数是一个二分量旋量。在石墨烯中，一个单原子厚的薄膜显示出二维的Dirac-like电子激发，双分量表示反映了A和B子晶格上电子波函数的振幅。这种独特的性质提供了前所未有的机会，图像的两个组成部分的无质量狄拉克费米子空间。在这里，我们报告的原子分辨率成像的两个组件的狄拉克-朗道能级在带隙的石墨烯单层的扫描隧道显微镜和光谱。在SiC和石墨衬底上的石墨烯中观察到约20 meV的间隙，由衬底电势的反转对称性破缺驱动。这样的间隙将n = 0的朗道能级（LL）分成两个能级，0+和0-。我们证明了0- LL的波函数的振幅主要在石墨烯的A位，0+ LL的波函数的振幅主要在石墨烯的B位，表征了n = 0 LL的旋量的内部结构。这为无质量狄拉克费米子的双分量性质提供了直接证据。
2015-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of Oscillating Landau Bandwidth on the Integer Quantum Hall Effect in a Unidirectional Lateral Superlattice
我们测量了单向横向超晶格（ULSL）中奇整数量子霍尔态的激活间隙-一个二维电子气（2DEG）受到静电势的单向周期性调制。通过比较的激活间隙与那些同时测量在相邻的部分相同的2DEG样品没有调制，我们发现，间隙减少在ULSL由对应于通过引入调制的朗道能级获得的宽度的量。激活能隙的减小量随着磁场的变化而变化，并随着朗道带宽的变化而变化。值得注意的是，衰减消失在平带条件。
2009-12-18 cond-mat.mes-hall
Modulation of bilayer quantum Hall states by tilted-field-induced subband-Landau-level coupling
研究了倾斜磁场对双量子阱系统中能级的影响，重点研究了子带和朗道能级的耦合。子带-LL耦合诱导LL之间的反交叉，直接表现在磁阻。在倾斜角$θ\sim 20^\circ $处的反交叉能隙大于自旋分裂，在$θ\sim 50^\circ $处的反交叉能隙大于回旋能，表明即使在相对小的$θ$处，子带LL耦合也对量子霍尔态产生强烈的影响，并且对较大的$θ$起主导作用。我们还发现，当DQW势是不对称的，LL耦合甚至发生在一个子带。包括高阶耦合的计算再现实验结果定量良好。
2007-09-27 cond-mat.mes-hall
Formation of the $n=0$ Landau level in hybrid graphene
发生在其电荷中性点处的4端电导的最小值已被证明是石墨烯的稳健的经验特征，随着温度、施加的磁场、衬底和层厚度的变化而持续，尽管涉及关于该点的传输的理论机制--态密度消失，常规带隙开放，和对称性破缺的量子霍尔迁移率带隙--随体系的不同而变化很大。在本文中，我们报告的4-终端电导最小值不再存在的制度的观察：在单层石墨烯连接到双层石墨烯的量子霍尔效应的发病过程中的运输。由于单层和双层石墨烯具有在电荷中性点附近形成的不同的零能量朗道能级，我们的观察表明，这些状态的不同多体排序之间的竞争可能是这种异常电导的基础。
2017-07-13 cond-mat.mes-hall
Modeling Charge Transport in C60-based Self-assembled Monolayers for Applications in Field-Effect Transistors
采用分子动力学模拟、半经验电子结构计算和Landauer输运理论相结合的方法，研究了用于有机场效应晶体管的含C_（60）的自组装单分子膜的电导特性.结果揭示了自组装膜的输运特性与其结构和电子性质之间的密切关系。此外，两个本地的自组装膜中的电荷输运的途径和结构波动的影响进行了分析。
2014-03-07 cond-mat.mes-hall
Electromagnetic response and pseudo-zero-mode Landau levels of bilayer graphene in a magnetic field
研究了双层石墨烯在磁场中的电磁响应，并与单层石墨烯的电磁响应进行了比较。这两种类型的石墨烯在介电和屏蔽特性方面在质量上非常相似，特别是那些来自真空波动的特性，但双层的影响通常要大得多。零（能量）模式朗道能级的存在是石墨烯特有的特征。在双层膜中，与单层膜不同，零模能级的影响变得可见，甚至在密度响应中占主导地位，因为外部可控的带隙发展。指出双层石墨烯的准零模能级分裂是由面内电场或注入电流控制的。此外，还建立了双层石墨烯的低能有效规范理论。
2008-04-23 cond-mat.mes-hall
Modulation of trion and exciton formation in monolayer WS2 by dielectric and substrate engineering
过渡金属二硫属化物（TMD）单分子膜的光致发光（PL）受到电介质环境的强烈影响。存在于衬底中的缺陷态诱导TMD单层中的不可控掺杂，从而修改PL光谱。人们已经做出了巨大的努力来调整和克服PL光谱中不可避免的扣除缺陷的影响，但仍然缺乏正确的理解和方便的方法。在这里，我们系统地研究了表面缺陷的影响，逐渐增加WS2单层和衬底之间的分离。因此，我们可以精确地调制激子和激子的贡献在发光光谱的WS2。对介电工程和图案化衬底的激发功率依赖性测量帮助我们阐明单层WS2中PL调制的机制。我们还研究了衬底缺陷所携带的电荷的性质对PL谱的影响。这些结果开辟了一条新的途径，以调制和获得所需的发光光谱的TMD的工程基板。我们的研究结果将有助于激子互连，谷电子，和单光子器件的制造。
2022-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Landau-Level Quantization and Band Splitting of FeSe Monolayers Revealed by Scanning Tunneling Spectroscopy
本研究利用扫描隧道谱观测 FeSe 单层的朗道能级与能带分裂，证实 Rashba SOC，并以 k⁴ 主导的非抛物能带解释 $E_n\propto(nB)^{4/3}$ 行为。
2024-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Graphite from the viewpoint of Landau level spectroscopy: An effective graphene bilayer and monolayer
我们描述了一个薄的块状石墨层在磁场高达B = 34 T的红外透射研究。两个系列的吸收线，其能量标度为sqrtB和B是存在于光谱中，并确定为无质量的空穴在H点和有质量的电子在K点附近的贡献，分别。我们发现，在很宽的能量和磁场范围内，K点电子的光学响应对应于具有有效层间耦合2γ_1的石墨烯双层，该值是真实石墨烯双层的两倍，这反映了块状石墨沿c轴的晶体有序性。因此，K点电子表现为质量比真正的石墨烯双层增加两倍的质量狄拉克费米子。
2009-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Even denominator fractional quantum Hall states at an isospin transition in monolayer graphene
磁场抑制二维电子的动能，将它们限制在高度简并的朗道能级。在没有无序的情况下，部分朗道能级填充的基态仅由库仑相互作用决定，导致各种相关驱动的现象。在这里，我们实现了一个量子霍尔模拟的Neél到价键固体跃迁内的自旋和亚晶格简并单层石墨烯零能量朗道水平通过实验控制衬底诱导的亚晶格对称性破缺。过渡的特点是不寻常的同位旋跃迁在奇分母分数量子霍尔态填充因子$ν$附近的电荷中性，和不可压缩的偶数分母分数量子霍尔态在$ν=\pm1/2$和$\pm1/4$与不同的碳亚晶格上的复合费米子之间的配对的意外出现。
2017-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electron density modulation in monolayer $MoS_{2}$ along the phase transition of a relaxor ferroelectric substrate
本文研究了单层MoS2在弛豫铁电衬底SBN上的电子密度与光致发光调控，利用SBN相变弥散特性在30-90°C范围内实现连续可逆调谐，并观察到热滞现象，为二维材料温度响应型光电子应用提供了新平台。
2025-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Design of electron wave filters in monolayer graphene by tunable transmission gap
我们研究了非零入射角下单层石墨烯势垒的透射率。考虑平行波矢的影响，在克莱因隧穿和经典运动两种情况下，由于倏逝波的存在，透射率随入射能量的变化存在一个间隙。通过入射角、势垒高度和宽度对透射间隙的调制可能导致石墨烯基电子器件中的潜在应用。
2009-07-02 cond-mat.mes-hall
Cyclotron Resonance study of the electron and hole velocity in graphene monolayers
我们报道了单层石墨烯中的回旋共振研究。利用样品对几种不同朗道能级占据数的光电导响应，探测了回旋共振。实验测量在K-（狄拉克）点处的电子速度为$c_{K}^{*}$ = 1.093 × 10 $^{6}$ ms $^{-1}$，并且另外检测到电子和空穴带之间的显著不对称性，导致电子和空穴速度差为5%，能量为125 meV，远离狄拉克点。
2007-07-11 cond-mat.mes-hall
Graphene under spatially varying external potentials: Landau levels, magnetotransport, and topological modes
单层和双层石墨烯中的超晶格（SL）由空间周期性势变化形成，导致具有可调各向异性速度的额外有限能量和零能量狄拉克费米子的修改的能带结构。我们从理论上表明，在弱垂直（轨道）磁场中的运输允许一个不仅可以探测紧急狄拉克点的数量，但也产生进一步的信息，他们的色散。或单层石墨烯，我们发现，适度的磁场可以导致由SL势施加的输运各向异性的强烈反转，这是由于零能量朗道能级的SL诱导色散而产生的效果。这种效应可以在开关或其他设备中找到有用的应用。对于双层石墨烯，我们讨论的朗道水平波函数和局部状态密度的结构中存在的一个均匀的偏置，以及在偏置的存在下，导致拓扑约束的“边缘状态”的扭结。我们认为这些结果的影响，扫描隧道光谱测量，谷过滤，和杂质引起的击穿的量子霍尔效应在双层石墨烯。
2012-05-11 cond-mat.mes-hall
Strain-induced modulation of exchange interaction in monolayer zigzag nanoribbons of B$_2$S
在这项工作中，电子结构和磁相互作用的单层纳米带的B $_2$ S，最近实现的单层系统的应变调制进行了研究。在第一部分的研究中，我们主要关注单轴应变下B $_2$ S单层纳米带的电子结构是如何被改变的，然后采用紧束缚的框架和传统的弹性理论，我们讨论了应变诱导的局部变形如何被用作一种手段来影响B $_2$ S锯齿形纳米带中的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用。我们表明，打破反转对称性在锯齿形B $_2$ S纳米带（ZBSNR），例如，通过引入交错的亚晶格势，在其电子性质的调制中起着关键作用。更有趣的是，对于属于组$M=4p$的ZBSNR，其中$M$是ZBSNR的宽度，而$p$是整数，可以看到总是观察到带隙，其中一对近中间带与体带完全分离。作为一个关键特征，可以通过施加面内应变$\varepsilon_x$和$\varepsilon_y$来移动ZBSNR的能量图中的中间带的位置。此外，近中间带隙带宽单调减小的应变强度的增加和增加的ZBSNR的宽度。ZBSNRs的能隙随应变和带宽的增加而减小。的空间和应变依赖性的交换相互作用在各种配置的磁性杂质也进行了评估。B $_2$ S纳米带中吸附的磁性杂质之间的磁相互作用可以通过对这种系统进行仔细的应变工程来操纵。我们的研究结果表明，这些可调的电子和磁性的ZBSNRs意味着他们可能会发现应用在自旋电子学和赝…
2019-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microwave photoconductivity of a periodically modulated two-dimensional electron system: Striped states and overlapping Landau levels
我们研究了微波辐射下条纹态的直流响应。在单向周期调制电势的影响下，条纹态可以通过二维电子系统来建模，这在[J.Dietel et al.Phys.Rev.B（71），045329（2005）]中进行了研究。我们进一步将我们对周期调制系统的研究扩展到朗道能级强重叠的情况，并计算了暗电导和光电导。的调制电位的强度作为一个额外的参数，它允许改变的重叠的朗道水平独立的填充分数。
2006-04-06 cond-mat.mes-hall
Simulating quantum dynamical phenomena using classical oscillators: Landau-Zener-Stuckelberg-Majorana interferometry, latching modulation, and motional averaging
量子系统可以由正弦信号、矩形信号或噪声信号驱动。在文献中，这些制度被称为朗道-齐纳-Stuckelberg-Majorana（LZSM）干涉，闭锁调制，和运动平均，分别。我们证明，这些明显的和有趣的效果也是固有的经典两态系统的动态。我们讨论如何实现这样的经典系统使用机械，电气或光学谐振器。除了这种动力学现象的根本利益连接经典和量子物理，我们相信，这些是有吸引力的经典模拟量子系统。
2018-07-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Oscillation of Thermally Activated Conductivity in a Monolayer WTe$_2$-like Excitonic Insulator
最近，报道了绝缘单层WTe $_2$中电阻的量子振荡。我们中的一个还提出了激子绝缘体的杂化朗道能级的能隙调制的解释。然而，在朗道能级谱中的间隙调制的先前图片是建立在一对嵌套良好的电子和空穴费米表面上，而单层WTe $_2$具有相对各向异性的一个空穴和两个电子费米口袋。在这里，我们证明了系统一样，单层WTe $_2$，激子绝缘状态所产生的耦合一个空穴和两个电子口袋拥有一个有限的区域中的相互作用参数空间，显示间隙调制在磁场。在此区域，热激活电导率呈现$1/B$周期性振荡，并在低温下进一步发展为离散峰，与实验观察一致。我们发现，相对各向异性的频带是一个关键参数和quunatum振荡迅速下降，如果各向异性增加进一步超过单层WTe $_2$的实际值。
2021-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
