在二维系统中，垂直磁场可以诱导体带隙和手性边缘态，从而产生量子霍尔效应。量子霍尔效应的特征是零纵向电阻（R_xx）和霍尔电阻（R_xy）平台在线性响应状态下量化为h/（υe²），其中υ是朗道能级填充因子，e是基本电荷，h是普朗克常数。近日，复旦大学何攀、沈健、九州大学Hiroki Isobe、新加坡国立大学Hu Junxiong、日本理化学研究所Naoto Nagaosa探索了单层石墨烯在调谐到量子霍尔态时的非线性响应。

本文要点：

1) 作者观察到一个三阶霍尔效应，它表现出一个非零的电压平台，与探针电流呈立方缩放关系。相比之下，三阶纵向电压保持为零。三阶响应的幅度对磁场（低至~5 T）和温度（高达~60 K）的变化不敏感。

2) 此外，三阶响应出现在具有各种几何形状、不同基板和堆叠配置的石墨烯器件中。作者称之为量子霍尔态的三阶非线性响应效应，并提出量子霍尔边缘态之间的电子相互作用是量子霍尔态非线性响应的起源。

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Pan He et.al Third-order nonlinear Hall effect in a quantum Hall system Nature Nanotechnology 2024

DOI: 10.1038/s41565-024-01730-1

https://doi.org/10.1038/s41565-024-01730-1