研究透视：石墨烯分数量子霍尔的手性Luttinger液体 | Science

拉廷格Luttinger液体理论用于描述一维导体。该理论预测在低电压时，单电子隧穿态密度的幂律抑制。当隧穿到分数量子霍尔效应的单个孤立手征边缘态时，标度指数被量子化。

今日，美国 加州大学圣塔芭芭拉分校(University of California: Santa Barbara) Liam A. Cohen，Noah L. Samuelson，Andrea F. Young等，在Science上发文，报道了在连接整数1和分数(1/3)量子霍尔边缘态的点接触上，实现了电导测量conductance measurements。

在弱耦合的情况下，实验观察到了普适二次标度与温度和电压的完美关系。在强耦合时，研究证明了在点接触处，分数准粒子的完美Andreev反射。基于强耦合物理，实现了几乎无耗散的直流电压升压变压器，其增益直接来自于电荷的拓扑分数霍尔效应topological fractionalization。

Universal chiral Luttinger liquid behavior in a graphene fractional quantum Hall point contact
在石墨烯分数量子霍尔点接触中，普适手性Luttinger液体行为

图1.在弱耦合时，普适电导标度。

图2.Andreev-like准粒子散射。

图3.从弱耦合到强耦合的渡越Crossover。

图4.零频升压变压器transformer。

拉廷格液体Luttinger liquid液体理论描述了一维电子系统，以一种不寻常的方式运行。研究一维系统的方法之一是，关注二维分数量子霍尔 fractional quantum Hall (FQH) 态的边界，因其是手征边缘模的发源地。边缘模形成手性拉廷格Luttinger液体，可以通过电子隧穿进入其中进行研究。

该项研究，在石墨烯中，填充1/3的分数量子霍尔FQH态和填充1的整数量子霍尔态之间产生了称为量子点接触quantum point contact约束。基于量子点接触的电导，表现出了手性Luttinger液体的标度律特征。

文献链接

https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.adf9728

DOI: 10.1126/science.adf9728

本文译自Science。