北京理工大学姚裕贵/段俊熙团队Phys. Rev. Lett.: 非线性霍尔量子振荡用于探测石墨烯莫尔体系中的拓扑Brown-Zak费米子

本文介绍了北京理工大学姚裕贵院士和段俊熙副教授团队在《Physical Review Letters》上发表的一项研究。背景方面，二阶非线性霍尔效应（NLHE）与电子布洛赫波函数的量子几何紧密相关，但磁场下的NLHE研究尚不充分。研究目的在于探寻NLHE中的量子振荡，并利用其揭示新奇准粒子的量子几何性质。结论上，作者提出了一种新型NLHE量子振荡，并在石墨烯莫尔超晶格体系中成功实验探测。该振荡源于磁场下重复布洛赫态导致NLHE主导机制交替变化，能灵敏探测Brown-Zak费米子，起始磁场可低至0.5 T。在满足可公度条件时，Brown-Zak费米子的非线性输运主要由量子几何贡献主导。这项研究不仅确立了一种新型量子振荡，还首次实验探测了Brown-Zak费米子的拓扑性质，为探索新型拓扑准粒子提供了启示。