分数量子霍尔效应是一种在强磁场下产生的量子相变，其间电子在二维材猜中以特别的方法安排，表现出量子化的电导特性。此效应下的准粒子称为任何子，它们具有分数量子电荷，并在交流方位时显示出分数计算，这为研讨量子物理的基本问题供给了共同的视角。
阿贝尔任何子表现出简略的分数计算，而非阿贝尔任何子则具有更杂乱的交流行为，这些特性能够终究靠量子干与试验进行勘探。但是，虽然已有很多研讨探究了量子霍尔状况下的电子干与，实在的操作中仍存在一些问题。例如，传统的GaAs/AlGaAs基干与仪在调理干与状况和处理库伦相互效果方面存在约束，这约束了对分数量子霍尔态的深入研讨。
为了处理这样一些问题，研讨者们将目光转向了具有更高调理才能的石墨烯基干与仪。双层石墨烯的高迁移率和电气调理特性使得其在分数量子霍尔效应研讨中表现出色。近期，以色列魏茨曼研讨所Yuval Ronen教授团队在双层石墨烯渠道上成功构建了Fabry-Pérot干与仪（FPI），该设备能够在单一Landau能级内经过准确的电静态调理动态地切换干与状况，从库伦主导状况到Aharonov-Bohm干与状况。
本研讨处理了在分数量子霍尔态下量子干与的详细完成问题。经过在双层石墨烯基FPI中进行试验，作者能够在填充因子ν=1/3的分数量子霍尔态下调查到纯洁的Aharonov-Bohm干与形式。当电荷密度和磁场变化时，作者不只调查到常数填充条件下的干与现象，还在常数密度条件下发现了相位跳动。这些跳动表现出准粒子在干与回路中堆集的相位与回路内电子数的联系，验证了e/3准粒子的分数计算特性。
科学亮点】（1）试验初次构建并丈量了根据范德华力的双层石墨烯Fabry-Pérot干与仪（FPI），在分数量子霍尔效应（FQHE）中完成了从库伦主导到Aharonov-Bohm（AB）干与的动态调理。该设备使用高迁移率双层石墨烯导电层，经过准确的电静态调理，答应在单一Landau能级内完成这一调理。
（2）试验经过调理磁场和电子密度，勘探了填充因子ν=1/3的分数量子霍尔态下的AB干与现象。在坚持常数填充因子的情况下，作者调查到纯洁的AB干与形式，确认了准粒子电荷为e/3。
（3）当试验从常数填充的条件转向常数密度的条件时，干与形式中呈现了相位跳动的演化。这些相位跳动对应于准粒子在干与回路中增加或去除的离散事情。
（4）作者还发现，干与准粒子所堆集的相位能够标明为2π〈N〉，其间〈N〉为回路内的电子数。这个调查验证了准粒子遵从分数计算的预期，并为研讨阿贝尔任何子供给了新的渠道。
图1： 根据双层石墨烯的法布里-珀罗干与仪Fabry–Pérot interferometer，FPI。
图2：可调谐整数量子霍尔效应 integer quantum Hall effect，IQHE干与态，从库仑效果主导Coulomb-dominated，CD到阿哈勒诺夫-玻姆Aharonov–Bohm，AB态。
科学定论】本文的研讨经过在高迁移率双层石墨烯的根底上构建并丈量范德华力Fabry-Pérot干与仪（FPI），作者成功地在一个Landau能级内动态调理了从库伦主导到Aharonov-Bohm（AB）干与的状况。这一试验不只验证了在填充因子ν=1/3下的Aharonov-Bohm干与形式，还提醒了在常数填充条件下的纯洁干与图样和在常数密度条件下的相位跳动现象。这些发现标明，干与准粒子所堆集的相位能够被了解为2π〈N〉，其间〈N〉为回路内电子数，这为了解准粒子的分数计算特性供给了新的视角。经过这一种准确的调理才能和丈量手法，作者为研讨阿贝尔任何子和探究更杂乱的非阿贝尔计算奠定了坚实的根底。双层石墨烯所展现的偶数分母分数量子霍尔态的潜力，预示着未来在这一范畴的广泛使用远景，为进一步的研讨和技术发展供给了有力的支撑。
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