Expansion of Graphene-Based Device Technology for Resistance Metrology
量子霍尔计量学领域在GaAs基器件的实现方面有着良好的开端，因为2D材料系统提供了对有趣的量子现象的访问，包括与进行相关测量相关的基础设施。随着技术的发展，在过去的二十年中，随着基于EG的量化霍尔电阻（QHR）器件成为国家标准，基础设施和标准都得到了进一步的改进。由于计量界已经达成了一些谅解，即与GaAs基QHR器件的比较已经完成，下一步就如何进一步开发具有单个霍尔条的EG基QHR而言变得更加清晰。自90年代初以来，人们对QHR设备具有互连多个单个霍尔条元件的方法并不感兴趣，并且此后一直是研究的主题。国家管理机构目前正处于一个关键时刻，必须考虑的不仅仅是简化操作。阻力标准的一个自然方向是增加总的可访问参数空间。这意味着使用基于EG的QHR设备在$ν= 2$平台（约12.9 k $Ω$）输出多于单个值。第一个自然的问题是是否可以使用$ν= 6$平台或$ν= 10$平台，尽管已经用石墨烯中的这些朗道能级进行了一些工作，但它们根本不能提供与$ν= 2$平台相同的精度水平。
2022-02-12 cond-mat.mes-hall
Conductance distribution between Hall plateaus
在一个二维电子气的实际模型中，研究了在垂直磁场和光滑无序势中两端口电导和四端口电阻在霍尔平台之间的介观涨落.二端口电导分布$P(g)$在$g=0$和$g=1$之间是凹形的，并且在$g=0.2$和$g=0.8$之间是近似平坦的。这些特征与最近的观察结果一致。发现该分布在终点$g=0$和$g=1$附近有明显的峰值。另一方面，在四端口霍尔条几何结构中的三个独立电阻的分布函数的特征在于中心峰值和相对大的宽度。
1999-01-28 cond-mat.mes-hall
Manifestation of the Exchange Enhancement of the Valley Splitting in the Quantum Hall Effect Regime
本文报道了一种新的硅金属氧化物半导体场效应晶体管在量子霍尔效应下的霍尔电阻R_{xy}的“下沉”效应。随着磁场的增加，霍尔电阻从朗道填充因子ν=6的平台直接移动到ν=4的平台，跳过ν=5的平台。然而，当填充因子接近ν=5时，霍尔电阻急剧“下降”到ν=5平台的特征值1/5（h/e^2），然后返回到1/4（h/e^2）。这被解释为当费米能级位于两个相邻的谷分裂朗道带的中间且扩展态的位置不对称时，谷分裂的振荡交换增强的表现。
2006-02-16 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall Resistance and Quantum Hall Plateaus from Edge State Quantization
本文通过硬壁边界条件量子化边缘态，从第一性原理直接推导出量子霍尔电阻公式及平台，无需拟合参数，与实验数据吻合。
2025-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
New Insights into the Plateau-Insulator Transition in the Quantum Hall Regime
我们测量了低迁移率InGaAs/GaAs量子阱中平台-绝缘体（PI）跃迁的量子临界行为。两个不同值的电子密度测量的纵向电阻率遵循指数律，从中我们提取临界指数Kappa = 0.54和0.58，与先前获得的InGaAs/InP异质结的值（Kappa = 0.57）很好地吻合。这为非费米液体临界指数提供了证据。通过反转磁场的方向，我们发现平均霍尔电阻在PI跃迁过程中保持在平台值h/e ^2处量子化。从霍尔电阻与量子化值的偏差，我们得到了标度的修正。
2003-08-19 cond-mat.mes-hall
Range-Dependent Disorder Effects on the Plateau-Widths Calculated within the Screening Theory of the Iqhe
总结了整数量子化霍尔效应（IQHE）的屏蔽理论，强调了它的两个关键机制：第一，在一定的磁场间隔内，存在不可压缩的条带，其局部填充因子为整数值，纵向电阻率和霍尔电阻率为量子化值;第二，对这些条带施加耗散电流，导致全局电阻的量子化。我们证明，没有任何本地化的假设，这个理论解释了巨大的实验再现性的量化电阻值，以及实验结果的电位分布在狭窄的霍尔酒吧。我们进一步证明，包括长程电位波动允许应用该理论更广泛的霍尔酒吧，并可能导致量子霍尔高原的扩大，而短程无序往往会缩小高原。
2006-08-24 cond-mat.mes-hall
Graphene Hall bar with an asymmetric pn-junction
我们研究了含有PN结的单层石墨烯霍尔条结构在弹道机制下的霍尔和弯曲电阻的磁场依赖性。当两个区域都是n型时，霍尔电阻占主导地位，并形成霍尔型平台。这些平台的出现是由于斯涅耳定律对角度的限制，只允许具有一定初始角度的电子通过电势阶跃。平台的大小及其位置由电势界面的位置以及所施加电势的值确定。当第二区域是p型时，弯曲电阻占主导地位，由于蛇态的存在，弯曲电阻在场中是不对称的。改变霍尔条中pn界面的位置会强烈影响这些状态，因此弯曲电阻也会改变。改变施加的电势，我们观察到弯曲电阻在电荷中性点（CNP）附近表现出与pn界面的位置无关的峰值，而霍尔电阻在CNP交叉时表现出符号反转，这与最近的实验非常一致[J. R. Williams等人，物理修订版信函107，046602（2011）]。
2013-12-04 cond-mat.mes-hall
Energy Gaps and Plateau Characteristics in the Fractional Quantum Hall Effect Derive from Multi-particle Correlations
分数量子霍尔效应中出现的能隙仍然是研究的一个重要方面。此外，霍尔电阻中的平台宽度被简单地认为是与积分量子霍尔效应一样的无序效应。现有的理论既不能解释由于平台宽度引起的霍尔电阻曲线，也不能计算能隙。这项研究表明，无论是能隙和平台的宽度包含基本的多体方面的EQUIPHE。它们被发现是通过多粒子相关性的强度，这并不影响高原高度连接。它们仅仅由于多粒子相关性的存在而被自动量子化。这项工作的重点是相关的跳跃电子移动通过一个不可压缩的带内形成的霍尔酒吧的边缘。因此，一个单粒子哈密顿量的构建纳入塞曼能量的多关联跳跃电子。由此产生的能量谱表现出层次分裂的朗道水平根据相关顺序。最低朗道水平进行了检查。基于这样的能级分裂，以前测量的霍尔电阻曲线和能隙的定量解释，通过确定的参数，描述多粒子关联的程度。的化学势和有效的$g$ -因素，另外预测霍尔电阻。此外，通过确定$n$关联基本输运实体运动通过不可压缩带边缘的费米分布函数，得到了参与$n$ -粒子关联的电子的部分电子电荷$e/(2n+1)$.最后，利用多粒子关联的强度，得到了半填充时的类理想霍尔电阻。
2022-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ballistic-Ohmic quantum Hall plateau transition in graphene pn junction
最近在无序石墨烯PN结上进行的量子霍尔实验提供了证据，表明结电阻可以由n和p介质电阻的简单欧姆和来描述。然而，在弹道极限，理论预测的存在手性依赖的量子霍尔平台的PN结。我们发现，两个截然不同的过程是需要这种弹道欧姆平台过渡，即（i）空穴/电子朗道态平衡和（ii）谷的入射朗道边缘状态的同位旋稀释。这些结论是通过简单的散射理论得到的，并通过紧束缚模型下对0. 1 μ m宽的无序石墨烯PN结的量子磁输运计算得到了证实。前一个过程是通过pn界面粗糙度实现的，在典型的实验条件下，发现具有10 nm的均方根粗糙度的pn界面无序是足够的。后一个过程是介导的外在边缘粗糙度扶手椅边缘丝带和内在本地化的谷间散射中心的pn界面的边缘为锯齿形丝带。根据这些结果，我们还研究了为什么更高的欧姆型平台不太可能在实验中观察到。
2009-11-26 cond-mat.mes-hall
Probing the plateau-insulator quantum phase transition in the quantum Hall regime
本文报道了低迁移率In_{.53} Ga_{.47} As/InP异质结构中平台-绝缘体转变的量子霍尔实验。纵向电阻ρ_{xx}的数据遵循指数规律，我们提取了临界指数κ= .55 \pm .05，这与平台转变的确定值κ= .42 \pm .04略有不同。在对引起临界电导σ_{xx}^* 对温度的微小依赖的非均匀性效应进行校正后，我们的数据表明，平台-平台和平台-绝缘体转变属于同一普适类。
1998-12-02 cond-mat.mes-hall
Shifting the quantum Hall plateau level in a double layer electron system
研究了倾斜磁场中双层电子系统中整数量子霍尔电阻的平台效应。在一定的磁场和倾斜角的窄范围内，平台能级明显偏离量子化值，没有耗散输运出现。一个定性的帐户的效果给出的去耦的边缘状态对应于不同的电子层/朗道水平。
2001-12-06 cond-mat.mes-hall
Anomalous resistance overshoot in the integer quantum Hall effect
在这项工作中，我们报告的实验定义浅蚀刻窄霍尔酒吧。在整数量子化霍尔效应屏蔽理论的基础上，研究和分析了中等迁移率二维电子系统的磁输运性质。我们观察到一个非单调增加的霍尔电阻在低磁场端的量化高原，称为过冲效应。出乎意料的是，对于由浅化学蚀刻限定的霍尔条，过冲效应在升高的温度下变得更加明显。我们观察到的过冲效应在奇数和偶数整数高原，这有利于自旋独立的解释，在文献中的讨论相反。在第二组的实验中，我们调查的过冲效应在门定义的霍尔酒吧，并明确表明，过冲效应的幅度可以直接控制的栅极电压。我们提供了一个全面的解释的基础上，渐逝不可压缩信道之间的散射。
2013-05-06 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall effect in n-p-n and n-2D Topological Insulator-n junctions
我们研究了HgTe阱中的量子化输运，该阱具有对应于局部控制密度的二维拓扑绝缘体相（2D TI）的反转能带结构，允许n-p-n和n-2D TI-n结。电阻揭示了在强垂直磁场存在下n-p-n区域中的分数平台$2h/e^{2}$。我们发现，在n-2D TI-n区域，电阻的平台并不普遍，而是由手征边缘模和螺旋边缘模之间的界面处的边缘态平衡引起的。给出了描述n-2D TI-n区电阻量子化的简单模型。
2013-02-14 cond-mat.mes-hall
Magnetic Induction Dependence of Hall Resistance in Fractional Quantum Hall Effect
通过分析[J. P. Eisenstein和H. L. Stormer，{Science} { \bf 248}，1510（1990）]。该公式是作为磁感应强度、化学势和温度的函数给出的。霍尔电阻函数包含一个单电子能谱，它具有三个可调参数的唯象微扰项。该公式产生了与实验一致的12个平台。这些扰动可以解释为三维空间中朗道轨道的岁差或章动。
2018-01-12 cond-mat.mes-hall
Temperature dependent deviations from ideal quantization of plateau conductances in GaAs quantum point contacts
在0.3 ~ 10 K温度范围内，对GaAs量子点接触平台电导的温度依赖性进行了详细的实验研究。由于由浅蚀刻技术产生的强横向限制，我们能够观察到以下意想不到的功能：测量的中平台电导的线性温度依赖性。我们讨论了一个依赖于温度的解释，固有的串联电阻，由于在2D-1D过渡区的非弹道效应。这些结果已被复制在几个样品从不同的GaAs/GaAlAs异质结，并观察到在不同的实验装置。
2002-08-23 cond-mat.mes-hall
Quantum resistance metrology in graphene
我们已经在1 $μ$ m宽的石墨烯霍尔条中进行了量子霍尔电阻的表征。$ν=\pm 2$量子霍尔平台中心的纵向电阻率在20 m $Ω$至2 $μ$ A的测量噪声内消失。我们的研究结果表明，这些平台的量化是在实验的不确定性（15 ppm为1.5 $ μ$ A电流）等于在传统的半导体。本实验的主要限制是在量子霍尔制度中的相对高的接触电阻，导致电压触点上的噪声显著增加，并且当施加高电流时样品加热。
2008-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum exciton solid with embedded electron-hole solids in double-layer WSe2
The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；University of Delaware（特拉华大学）
研究双层WSe2在不同电子-空穴密度下的量子激子固体特性，揭示了电子-空穴密度相等时激子固体的量子边缘缺陷输运机制，以及不同密度下嵌入固体对库仑拖拽电阻的影响。
2026-04-04 cond-mat.mes-hall
Phase study of oscillatory resistances in microwave-irradiated- and dark- GaAs/AlGaAs devices: Indications of a new class of integral quantum Hall effect
本文报道了高迁移率GaAs/AlGaAs系统在大填充因子$ν$下的暗态研究和光激发研究的实验结果。在大$ν$中，暗研究表明振荡对角电阻和霍尔电阻之间的几种不同的相位关系（“类型-1”、“类型-2”和“类型-3”），因为典型积分量子霍尔效应（IQHE）表现在近似正交对角电阻和霍尔电阻振荡的“类型-1”情况下。令人惊讶的是，调查表明量子霍尔平台也在“类型-3”的情况下，其特征在于近似“反相”霍尔和对角电阻振荡，这表明一类新的IQHE。微波光激发下的传输研究表现出辐射诱导的磁阻振荡的对角线，$R_{xx}$，和非对角线，$R_{xy}$，电阻。此外，当辐射诱导的磁阻振荡扩展到量子霍尔区时，在$R_{xx}$ \textit{vs}中的Shubnikov-de Haas（SdH）振荡的幅度中发生辐射诱导的非单调变化。B，以及$R_{xy}$中量子霍尔平台宽度的非单调变化。后一种效应导致IQHE在辐射诱导的$R_{xx}$振荡的最小值处随着光激发的增加而消失。我们的理由是，该机制是负责生产的非单调变化的振幅在$R_{xx}$在光激发下的SdH振荡也是负责消除，在光激发下，新的“3型”IQHE在高迁移率的标本。
2009-06-01 cond-mat.mes-hall
Zero Magnetic Field Plateau Phase Transition in Higher Chern Number Quantum Anomalous Hall Insulators
强磁场下量子霍尔效应的平台-平台转变是通过扫描磁场或调节载流子密度实现的两种拓扑态之间的量子相变。最近实现的具有可调Chern数的量子反常Hall（QAH）绝缘体为无耗散的手征边缘输运引入了沟道自由度，使零磁场下两个拓扑态之间的量子相变研究成为可能。本文采用分子束外延（MBE）技术制备了磁性拓扑绝缘体（TI）/TI五层异质结构，在TI中间磁性层中加入不同浓度的Cr。通过输运测量，我们发现了C = 1和C = 2 QAH态之间的零磁场量子相变。在调谐过渡过程中，霍尔电阻从h/e2单调减小到h/2 e2，同时，纵向电阻在临界点处呈现最大值。结果表明，在临界点处，霍尔电阻与纵向电阻之比大于1，表明C = 1 QAH态的手征边缘沟道与耗散体导电沟道共存.随后，这些体传导通道似乎自组织并形成第二手性边缘通道，完成平台相变。我们的研究将激发对这种新的陈数变化引起的量子相变的进一步研究，并推动基于QAH手征边缘电流的电子和自旋电子器件的发展。
2021-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of the quantum valley Hall state in ballistic graphene superlattices
在石墨烯超晶格中，体拓扑电流可以导致长程电荷中性流和狄拉克点附近的非局域电阻。这些现象的弹道版本从未被探索过。在这里，我们报告弹道石墨烯超晶格的输运性质。这使我们能够研究和利用巨大的非本地电阻与一个大的谷霍尔角没有磁场。在低温状态下，会发生一种新的物质状态的交叉，称为量子谷霍尔态（qVHS），它是没有磁场的量子霍尔态的模拟。此外，一个非本地的电阻平台，这意味着刚性的qVHS，出现作为磁场的函数，并观察到该平台的崩溃，这被认为是谷/赝自旋磁性的表现。
2018-05-30 cond-mat.mes-hall
Non-local transport via edge-states in InAs/GaSb coupled quantum wells
我们研究了低温下InAs/GaSb双量子阱上的电子输运，该系统有望从普通拓扑绝缘体到拓扑绝缘体实现电调谐。长度为$50\,μ$ m至几$μ$ m的霍尔条在电荷中性附近逐渐形成明显的电阻平台，这伴随着沿边缘的明显的非局部输运。平台电阻被发现是高于或低于螺旋边缘通道的预期量化值。我们讨论这些结果的基础上不完美的边缘和剩余的局部体电导率之间的相互作用。
2015-04-27 cond-mat.mes-hall
From Wye-Delta to Cross-Square Recursion Configurations in Graphene-Based Quantum Hall Arrays
本工作提出十字方形网络配置替代传统wye-delta设计，结合类分形递归，在石墨烯量子霍尔阵列中实现高达55.81 MΩ至27.61 GΩ的有效电阻，并展望317.95 TΩ，推进极高值量子电阻标准。
2025-08-05 cond-mat.mes-hall
Algorithm for constructing customized quantized resistances in graphene $p-n$ junctions
介绍了一种用于预测石墨烯pn结器件中的量子化电阻的算法，该器件利用多于一个的电子流入口和出口点。取决于任意数量的端子的配置，电气测量产生在$ν=2$平台$R_H \approx 12906 Ω$处的典型量化霍尔电阻的分数倍，并采取以下形式：$\frac{a}{b}R_H$。这个理论公式是独立的材料，和应用到其他材料系统，表现出量子霍尔行为是可以预期的。此外，该配方得到了来自具有多个源极和漏极端子的石墨烯基器件的实验数据的支持。
2022-01-20 cond-mat.mes-hall
Realization and transport investigation of a single layer-twisted bilayer graphene junction
我们报道了单层石墨烯（SLG）-扭曲双层石墨烯（tBLG）结器件的低温输运研究。器件中的SLG-tBLG结是通过化学气相沉积生长的，并且器件是在Si/SiO $_2$衬底上以霍尔条结构制造的。测量了霍尔栅两侧SLG-tBLG结的纵向电阻（交叉结电阻）以及器件中SLG和tBLG的霍尔电阻。在量子霍尔制度，测量表明，所测得的交叉结电阻表现出一系列新的量子化平台和这些电阻平台的外观可以归因于沿SLG-tBLG结界面的良好定义的边缘通道输运的存在。测量结果还表明，在霍尔条两侧测量的交叉结电阻之间的差异提供了对构成SLG-tBLG结的两个石墨烯层中的边缘沟道传输特性以及tBLG层中朗道能级的简并提升的灵敏测量。还进行了量子霍尔制度中的交叉结电阻的温度依赖性测量，并提取了沿SLG-tBLG结界面的边缘沟道输运的体朗道能级的横向输运的影响。这些结果丰富了对石墨烯混合结构中跨界面电荷输运的理解，并为探测石墨烯器件中的奇异量子现象开辟了新的机会。
2020-04-16 cond-mat.mes-hall
Resistance fluctuations and Aharonov-Bohm-type oscillations in antidot arrays in the quantum Hall regime
研究了量子霍尔区反点晶格中的电阻涨落现象。有限反点阵列系统的磁阻在量子霍尔平台过渡区表现出两种类型的振荡效应。一种是非周期电阻波动（RF），另一种是Aharonov-Bohm（AB）型振荡。它们对磁场和栅电压的依赖性是相当不同的。虽然非周期性RF归因于可压缩通道的导电网络的复杂演化，但AB型振荡被解释为围绕单个反点形成的边缘状态。自洽屏蔽效应对这两种现象都很重要，而单电子充电效应在本例中起次要作用。
2008-06-10 cond-mat.mes-hall
Influence of dephasing process on the quantum Hall effect and the spin Hall effect
研究了在垂直均匀磁场中，相位弛豫过程对介观二维四端霍尔交叉杆（有或无Rashba自旋轨道相互作用）的霍尔电阻和自旋霍尔电流的影响.我们发现当系统尺寸远大于相位相干长度时，具有偶数个边缘态的霍尔电阻的平台可以在非常强的相位弛豫下存活。另一方面，SOI产生的奇整数霍尔电阻平台很容易被磁场与SOI之间的竞争过程中的弱相位弛豫所破坏，从而使边缘态离域。此外，我们还研究了横向自旋霍尔电流，发现当费米能级穿过系统的朗道带时，横向自旋霍尔电流呈现共振行为。相位弛豫过程削弱了共振自旋霍尔电流，增强了非共振自旋霍尔电流。
2008-06-13 cond-mat.mes-hall
Quantum Pumping and Quantized Magnetoresistance in a Hall Bar
我们展示了如何可以产生直流电流在霍尔酒吧不施加偏置电压。与该泵浦电流对应的霍尔电阻$R_H$被量化，就像通常的整数量子霍尔效应（IQHE）一样。然而，与IQHE相反，纵向电阻$R_{xx}$在平台上不消失，而是等于霍尔电阻。我们提出了一个实验的几何结构来测量泵浦电流和验证$R_H$和$R_{xx}$的预测行为。
2003-09-22 cond-mat.mes-hall
CT invariant quantum spin Hall effect in a ferromagnetic graphene
我们预测了在磁场作用下铁磁石墨烯的量子自旋霍尔效应。与先前的QSHE不同，这个QSHE出现在没有任何自旋轨道相互作用的情况下，因此，来自不同的物理起源。先前的QSHE由时间反演（T）不变性保护。这个新的QSHE由CT不变性保护，其中C是电荷共轭操作。由于这种QSHE，纵向电阻表现出量子平台。平台值在1/2、1/6、3/28、.处，(in单位为$h/e^2$），这取决于上自旋和下自旋载流子的填充因子。自旋霍尔电阻也进行了研究，并发现是强大的对无序。
2010-02-19 cond-mat.mes-hall
High-Temperature Quantum Valley Hall Effect with Quantized Resistance and a Topological Switch
本研究在Bernal双层石墨烯的扭折态中实现了零磁场下的量子谷霍尔效应电阻平台，验证了其高温稳定性与可调谐性，并演示了开/关比达200的拓扑开关，为电子量子光学器件构建提供了新途径。
2024-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of the quantized Hall insulator in the quantum critical regime of the two-dimensional electron gas
本文研究了量子临界区二维电子气平台-绝缘体相变附近的霍尔电阻$R_H$。在临界场$B_c$为17.2 T的低迁移率InGaAs/InP异质结构上进行的高场磁输运数据表明，当$T \to 0$时，霍尔电阻$R_H$在接近临界填充分数（$ν_c$ = 0.55）的$h/e^2$处量子化。通过利用从磁输运数据中提取的通用标度函数，我们表明，$R_H$在绝缘相的极限$T \to 0$是在$h/e^2$量子化的标度参数$Δν/(T/T_0)^κ$与$Δν= ν- ν_c$的所有值。然而，作为$Δν$（或磁场）的函数，霍尔电阻在所有值$ν< ν_c$的极限$T \to 0$中发散。
2006-10-05 cond-mat.mes-hall
On the theory of plateau-plateau transitions in Quantum Hall Effect
基于费米子在曼哈顿格点上的跳跃模型（$ML$），给出了量子霍尔效应中平台-平台跃迁的Chalker-Coddington网络模型的拉格朗日作用量形式.考虑了无量纲Landauer阻力，并计算了其在圆周上具有恒定分布的随机U（1）相上的平均值。在$ML$上求出所得模型的拉格朗日量，并写出相应的$R$ -矩阵。这个模型是可积的，这为用代数学Bethe Anchor $(ABA)$的精确方法研究平台-平台跃迁物理带来了希望。
2003-03-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall hep-th
Auxiliary Calculations for Graphene-Based Quantum Hall Arrays Using Partially Recursive Star-Mesh Transformations
本文通过部分递归星形-网状变换方法，研究石墨烯基量子霍尔阵列器件中优化高有效量子化电阻所需元件数量的策略，发现至少一次完全递归可最大程度减少总元件数。
2024-02-22 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall $p-n$ Junction Dartboards Using Graphene Annuli
在用Corbino几何形状或量子霍尔电阻飞镖板制造的毫米级石墨烯$p-n$结器件上使用多个电流端子，使得能够测量在$ν=2$平台（$R_H\approx 12906 Ω$）处的量化霍尔电阻的几个分数倍。实验获得的值同意与相应的数值模拟与LTspice电路模拟器进行。模拟量子霍尔电阻靶的更复杂的设计，以建立潜在的参数空间，在该空间内这些Corbino型器件可以输出电阻。最重要的是，这些测量支持更简单的紫外光刻工艺，作为一种更有效的方法，可以扩大石墨烯基器件的尺寸，同时保持足够窄的结。
2022-01-24 cond-mat.mes-hall
Measurement of the ν= 1/3 fractional quantum Hall energy gap in suspended graphene
我们报告的多终端悬浮石墨烯设备的磁输运测量。在低至2 T的磁场中出现充分发展的整数量子霍尔态。在更高的磁场下，可以看到对应于分数量子霍尔态的纵向电阻最小值和横向电阻平台的形成，最强烈的是ν= 1/3。通过测量这些电阻最小值的温度依赖性，确定石墨烯中1/3分数态的能隙在14 T下约为20 K。
2011-02-07 cond-mat.mes-hall
RK/100 and RK/200 Quantum Hall Array Resistance Standards
理论上可以将多个霍尔条组合成阵列，以定义具有完美量化电阻值的新量子标准。因此，我们首次开发和制造了新的量子霍尔阵列电阻标准（QHARS）的大量N（N=100，50）的霍尔酒吧并联放置使用三重连接技术。这些量子标准的霍尔电阻被发现是非常好的量子化。在i=2霍尔平台上，特定良好阵列的电阻保持等于RK/2N，在1.3 K温度下提供高达2 mA的电流，误差在5分之10 ^9以内。通过对阵列等效电路的分析，确定了构成阵列的霍尔条的平均纵向电阻。测量结果表明，霍尔栅中的载流子输运是无损耗的，从而证明了多连接技术的有效性，并由此证明了QHARS有可能扩展QHE的应用范围。
2002-06-27 cond-mat.mes-hall
Fabrication of quantum Hall p-n junction checkerboards
通过利用毫米级石墨烯p-n结器件上的多个电流端子，能够测量v =2平台量化霍尔电阻（R_H { \approx } 12906 Ω）的分数倍，所述毫米级石墨烯p-n结器件制造有沿两个横向方向的界面。这些量子霍尔电阻棋盘器件已被证明与LTspice电路模拟器数值计算的量化电阻输出相匹配。从器件的功能性出发，模拟了量子霍尔电阻棋盘的更复杂的实施例，以突出这些器件可以操作的参数空间。此外，这些测量表明，通过使用标准紫外光刻的更有效的工艺，pn结制造在毫米或厘米级上的可扩展性对于石墨烯器件制造是可行的。
2022-03-12 cond-mat.mes-hall
Observation of even denominator fractional quantum Hall effect in suspended bilayer graphene
我们研究了最近开发的高质量多端悬浮双层石墨烯器件的低温磁输运，使纵向和横向电阻的独立测量成为可能。我们观察到清晰的分数量子霍尔效应的签名，与不同的状态，要么是充分发展，并表现出一个明确的平台，在横向电阻与纵向电阻的同时下降，或初期，并表现出只有纵向电阻最小值。所有观察到的状态的规模作为填充因子nu的函数，如预期的那样。在空穴一侧的nu = -1/2处观察到一个前所未有的偶分母分数态，在Rxy中呈现出一个清晰的平台，其量子化的期望值为2 h/e^2，精度约为0.5%。我们的许多观察结果，以及最近在六方氮化硼（hBN）衬底上的石墨烯双层中进行的电子压缩性测量，与最近的一个理论相一致，该理论解释了分数量子霍尔效应中N=0和N=1朗道能级之间的简并效应，并预测了摩尔-里德型nu = -1/2态的发生。由于双层石墨烯的实验灵活性-它具有依赖于栅极的能带结构，可以很容易地通过扫描探针访问，并且可以与超导体等材料接触-我们的研究结果为探索偶数分母分数量子霍尔效应的微观本质提供了新的可能性。
2014-03-10 cond-mat.mes-hall
Algorithms for determining resistances in quantum Hall annuli with p-n junctions
石墨烯Corbino pnJ器件的一些有前途的应用包括二维狄拉克费米子显微镜，定制可编程量化电阻器和介观谷滤波器。在某些情况下，器件的可扩展性至关重要，如电阻计量等领域所示，石墨烯器件需要容纳100 μA量级的电流，以与现有基础设施兼容。然而，这些装置的制造仍然造成许多困难。在这项工作中，不寻常的量子化电阻中观察到的外延石墨烯Corbino pn结器件保持在i=2的平台，并同意与LTspice电路模拟器进行的数值模拟。描述实验和模拟数据的公式是根据经验得出的广义放置的三个电流端子，并准确地反映了观察到的部分边缘通道取消。这些结果支持使用紫外光刻作为扩大石墨烯基器件的一种方式，该器件具有适当窄的结，可以应用于各种子领域
2022-03-12 cond-mat.mes-hall
Quantized multi-terminal resistances in ferromagnetic graphene p-n junctions
研究了垂直磁场作用下多端铁磁石墨烯pn结的量子霍尔电阻和纵向电阻。在霍尔测量中，横向接触被假定为位于p-n界面，以避免在界面处的边缘态的混合，并且由此产生的量化电阻被拓扑保护。根据载流子的类型，四端pn结结中的电阻可以自然地分为九个不同的区域。观察到了对称的霍尔电阻和纵向电阻，由于自旋分裂和局域势之间的竞争，揭示了许多新的稳健的量子平台。
2011-09-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Effects of Metallic Gates on ac Measurements of the Quantum Hall Resistance
使用具有分裂背栅的样品，观察到交流量子霍尔电阻的线性频率依赖性。由于2DEG和背栅之间的漏电流产生的介电损耗引起的频率系数可以通过增加背栅电压从正值变为负值。更有趣的是，通过去除这些背栅，可以显著地减小损耗，导致（0.03 ± 0.03）ppm/kHz量级的剩余频率系数。此外，在1 kHz时，在1.4 T的磁场范围内观察到非常平坦的平台。这些结果清楚地表明，QHR的音频频率依赖性在很大程度上与测量设备有关，并且不源于2DEG的物理输运性质。
2003-03-17 cond-mat.mes-hall
Evanescent incompressible strips as origin of the observed Hall resistance overshoot
在这项工作中，我们提供了一个系统的解释，在二维电子系统中观察到的霍尔电阻的不寻常的非单调行为。我们使用一个基于整数量子化霍尔效应相互作用理论的半解析模型来研究反常、\emph{i.e}过冲、霍尔电阻$R_{H}$的存在。在低磁场边缘的高原的过冲电阻的观察阐明重叠的倏逝不可压缩的条带，由于强磁场和相互作用形成的装置。利用自洽的数值方案，我们还表明，如果磁场减少的$R_{H}$降低到其预期值。详细研究了样品宽度、温度、无序度和磁场对过冲峰的影响。根据我们的研究结果，我们预测一个可控的程序来操纵的峰值，这可以通过实验来测试。我们的模型不依赖于特定的和内在的材料属性，只要一个单一的粒子间隙存在。
2010-10-26 cond-mat.mes-hall
Quantization of the diagonal resistance: Density gradients and the empirical resistance rule in a 2D system
我们在几个量子霍尔态的边缘观察到对角电阻R_xx的量子化。每个量化的R_xx值接近于非对角电阻R_xy中的两个相邻霍尔平台之间的差。在正、负磁场中，R_xx峰出现在不同的位置。几乎所有的R_xx特征都可用~1%/cm的电子密度梯度来定量解释。因此，R_xx由R_xy确定，与对角线电阻率rho_xx无关。我们的研究结果抛出一个意想不到的光的经验电阻率规则的二维系统。
2005-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Nature of current flow in the regime of the quantum Hall effect
针对量子霍尔效应中电流在霍尔条内何处流动的长期争议，本文通过多端电流测量并对比极限模型，证实平台区电流为手性流动，其余区域符合 Drude 模型的均匀流动预测。
2025-08-29 cond-mat.mes-hall
Snake states and Klein tunneling in a graphene Hall bar with a pn-junction
计算了在弹道状态下含有PN结的石墨烯霍尔条结构的霍尔（RH）和弯曲（RB）电阻。模拟使用台球模型。引入PN结--将霍尔条几何结构分成两个区域--导致表现出非常不同的物理特性的两个不同的区域：1）两个区域都是n型的，以及2）一个区域是n型的，另一个是p型的。在（1）区，RH出现了一个“霍尔平台”--电阻的增强。另一方面，在区域（2）中，我们发现了一个负的RH，对于大的B，它接近于零。弯曲电阻在状态（2）中是高度不对称的，并且电阻在一个方向上随着磁场B的增加而增加，而在另一个方向上减小到零。
2012-04-20 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall effect and zero plateau in bulk HgTe
本文研究 1000 nm 栅控 HgTe 薄膜中的量子霍尔效应，揭示电荷中性点附近由手性电子—空穴边缘通道形成的零平台，并阐明二维积累层与体相载流子库导致的反常标度。
2024-09-14 cond-mat.mes-hall
Low-field quantum Hall transport in an electron Fabry-Perot interferometer: Determination of constriction filling vs front-gate voltage
本文报道了在超低温下利用Fabry-Perot电子干涉仪进行的系统的量子霍尔输运实验。GaAs/AlGaAs异质结器件由二维电子层中的刻蚀沟槽限定的两个收缩部分组成，包围着一个近似圆形的岛。沉积在蚀刻沟槽中的前栅极允许微调器件的对称性，并改变相对于体的收缩填充。低场纵向和霍尔磁输运显示出Shubnikov-de Haas振荡和整数量子霍尔平台。系统的前栅电压的变化影响的收缩和岛的电子密度，而体积密度保持不受影响。这导致纵向电阻的量子化平台，而霍尔电阻由低密度、低填充收缩所支配。在较低的领域，当量子霍尔高原未能发展，我们观察到批量舒布尼科夫-德哈斯振荡系列对应于一个整数填充的磁电子带中的收缩。这表明在10 mK时，整个干涉仪区域在这些较低的场仍然是量子相干的。分析数据内的Fock-Darwin模型，我们得到的收缩电子密度作为一个功能的前栅极偏置，外推到零场，电子限制在收缩产生的电子子带（电导通道）的数量。
2008-09-04 cond-mat.mes-hall
Thermal dissipation in the quantum Hall regime in graphene
由于拓扑保护的存在，拓扑系统中的后向散射和耗散都不会发生。在这里，我们表明，热耗散可以发生在量子霍尔（QH）制度在石墨烯的耗散源的存在下，虽然霍尔平台和零纵向电阻仍然存在。在霍尔平台区，耗散沿收缩区的下游手性流动方向出现，但在霍尔平台区，耗散主要发生在体相。此外，耗散过程伴随着能量分布从非平衡到平衡的演化。这表明拓扑既不禁止耗散的出现，也不禁止熵的增加，这为拓扑系统的耗散性研究开辟了新的课题。
2021-06-25 cond-mat.mes-hall
Interior contacts in a narrow quantum Hall bar: a two-dimensional self-consistent screening calculation of the current distribution
Atlas University Vocational School（阿特拉斯大学职业学院）
该研究通过二维自洽屏蔽计算，揭示了窄量子霍尔棒中内部接触在磁场变化下的三种状态，并阐明了隔离电阻的机制及其对参数的敏感性。
2026-10-02 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall Transitions in Field Induced Spin Density Wave Systems
场致自旋密度波（FISDW）系统表现出具有偶数2N和2N '的量子霍尔平台相之间的共存相。我们发现，一个无序的共存区域占所观察到的纵向电阻率的峰值之间的高原变化的字段。它还导致随机自旋混合，产生两个能量分裂的扩展态。纵向电阻的峰值宽度与温度T的kappa次方成正比。峰宽应在40 mK量级的非嵌套层间耦合以下饱和
1999-07-12 cond-mat.mes-hall
Magnetotransport patterns of collective localization near $ν=1$ in a high-mobility two-dimensional electron gas
我们报道了最新一代GaAs/AlGaAs样品中$ν=1$整数量子霍尔态的复杂磁输运模式，该样品具有创纪录的高电子迁移率。在$ν=1$平台两侧的凹入整数量子霍尔效应表明形成了整数量子霍尔维格纳固体，一种集体绝缘体。此外，在固定的填充因子下，整数量子霍尔-维格纳固体区域的纵向电阻随温度的变化呈现出一个尖锐的峰值。到目前为止，纵向电阻与温度的关系中的这种尖峰仅在高朗道能级形成的气泡相中检测到，但在安德森绝缘体区域中不存在。我们建议，在足够低的无序尖峰的纵向电阻与温度的轨迹的样品是所有各向同性的电子固体，形成在整数量子霍尔平台的侧翼的通用传输签名。我们讨论了这些尖锐的电阻峰的可能来源，我们画出了一个稳定图的绝缘相在$ν$ - $T$相空间。
2021-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum resistance standard accuracy close to the zero-dissipation state
我们报告的四个GaAs/AlGaAs为基础的量子电阻标准的比较，采用了原来的技术，从著名的惠斯通电桥。这项工作表明，在朗道级填充因子$ν=2$的量子霍尔电阻可以重现与$32\times 10^{-12}$的相对不确定性的量子霍尔效应制度的无耗散限制。在存在非常小的耗散的情况下，其特征在于由几个$μΩ$的平均宏观纵向电阻率$\bar{R_{xx}(B)}$表征，在量子霍尔电阻器之间的霍尔平台上测量的差异$ΔR_{\mathrm{H}}(B)$原来遵循所谓的电阻率规则$\bar{R_{xx}(B)}=αB\times d(ΔR_{\mathrm{H}}(B))/dB$。当耗散随测量电流值增加时，系数$α$在所研究的范围内保持恒定（$40-120 \mathrm{μA}$）。这一结果启发的耗散出现在二维电子气的霍尔电阻量子化，这是电阻计量学的主要兴趣的影响。量子霍尔效应用于实现仅与电子电荷\emph{e}和普朗克常数\emph{h}相关的通用电阻标准，并且已知其在即将修订的单位\emph{Système International}中发挥核心作用。因此，以越来越好的精度测试量子霍尔效应的再现性特性具有根本和实际的好处。
2013-08-23 cond-mat.mes-hall
Experimental evidence on the dissipationless transport of chiral edge state of the high-field Chern insulator in MnBi2Te4 nanodevices
我们证明了量子反常霍尔绝缘体候选物MnBi 2 Te 4纳米器件中手征边缘态（CES）的无耗散输运。该器件的纵向电阻接近于零，在从很低的温度到22 K的Neel温度范围内，量子化霍尔平台超过0.97 h/e ~ 2。四探针非局部测量的每一个给出了接近零的电阻和两个探针测量表现出+1 h/e 2的平台，而三探针非局部测量的结果取决于磁场。这表明非耗散以及边缘状态的手性。CES显示了三种温度依赖性，即，在6 K以下的温度范围内保持了良好的无耗散输运，在22 K以上的温度范围内随温度的升高和热激活而变化。即使在最低温度下，超过1.4 μA的电流也会破坏无耗散传输。这些形成了MnBi_2 Te_4系统中陈氏绝缘体态的一套完整的证据。
2021-01-25 cond-mat.mes-hall
First-Principles Study of Integer Quantum Hall Transitions in Mesoscopic Samples
我们进行第一性原理数值模拟，以调查在介观样品的电阻波动，连续量子霍尔平台之间的过渡附近。我们使用六端几何形状和类似于真实器件的样本大小。从广义Landauer公式中提取的霍尔和纵向电阻再现了最近发现的所有实验特征。然后，我们使用Landauer-Büttiker模型的简单概括，基于隧道和手性电流之间的相互作用-运输的共存机制-来解释观察到的三种不同类型的波动，并确定中心区域为关键区域。
2003-11-25 cond-mat.mes-hall
Evidence for a Quantum Hall Insulator in an InGaAs/InP Heterostructure
研究了低迁移率InGaAs/InP异质结中平台-绝缘体（PI）跃迁的量子临界行为。通过反转磁场（B）的方向，我们可以得到一个平均霍尔电阻ρ_xy，它在整个PI跃迁过程中都保持在稳定值h/e^2处量子化。我们提取了PI跃迁的临界指数λ ′ = 0.57 +/-0.02，其与先前从平台-平台（PP）跃迁获得的确定值0.42 +/-0.04略有不同（并且可能更准确）。
2001-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
