論文の概要: Observing Laughlin's pump using quantized edge states in graphene

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.21271v2
• Date: Mon, 30 Jun 2025 12:10:37 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-01 13:01:42.733994
• Title: Observing Laughlin's pump using quantized edge states in graphene
• Title（参考訳）: グラフェンの量子化エッジ状態を用いたラウリンポンプの観察
• Authors: Bjarke S. Jessen, Maëlle Kapfer, Yuhao Zhao, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Cory R. Dean, Oded Zilberberg,
• Abstract要約: 量子化された電荷ポンプのラウリンの思考実験は、整数量子ホール効果(IQHE)を理解する中心となる。 グラフェン上に超小型でリソグラフィ的に定義された接触体を作製することでこの問題に対処する。 これによりコービノ同値系が生成され、内部状態はよく整合している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.18846515534317265
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Laughlin's thought experiment of quantized charge pumping is central to understanding the integer quantum Hall effect (IQHE) and the topological origin of its conductance quantization. Its direct experimental observation, however, has been hindered by the difficulty of realizing clean electronic edges. We address this by fabricating ultra-small, lithographically defined contacts on graphene. This creates a Corbino-equivalent system, with well-confined inner edge states. Crucially, the small contact size induces strong energy quantization of the edge states. This quantization allows us to directly resolve the spectral flow associated with Laughlin's pump. By tracing the finite-size resonances of the inner edge, we observe clear oscillations in conductance as a function of magnetic field and carrier density. The oscillation period scales with contact size, consistent with quantized charge transfer. Thus, our results provide a direct observation of the spectral flow underlying Laughlin's pump. The simplicity of the graphene platform makes this approach scalable and robust for exploring fundamental topological effects.
• Abstract（参考訳）: ラウリンの量子化された電荷ポンプの思考実験は、整数量子ホール効果(IQHE)とその伝導量子化の位相的起源を理解する中心である。 しかし、その直接的な実験的な観察は、クリーンな電子エッジを実現するのが困難であるために妨げられている。 グラフェン上に超小型でリソグラフィ的に定義された接触体を作製することでこの問題に対処する。 これによりコービノ同値系が生成され、内縁状態がよく整っている。 重要なことに、小さな接触サイズはエッジ状態の強いエネルギー量子化を誘導する。 この量子化により、ラウリンのポンプに付随するスペクトルフローを直接解決できる。 内縁の有限の大きさの共鳴をトレースすることにより、磁場とキャリア密度の関数として導電率の透明な振動を観測する。 発振周期は、量子化された電荷移動と一致する接触サイズでスケールする。 そこで,本研究では,ラウリンポンプの基盤となるスペクトル流を直接観察した。 グラフェンプラットフォームの単純さは、このアプローチをスケーラブルで堅牢にし、基本的なトポロジカルな効果を探求する。

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