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在二維系統中，垂直磁場可以誘導體帶隙和手性邊緣態，從而產生量子霍爾效應。量子霍爾效應的特征是零縱向電阻（R_xx）和霍爾電阻（R_xy）平臺在線性響應狀態下量化為h/（υe²），其中υ是朗道能級填充因子，e是基本電荷，h是普朗克常數。近日，復旦大學何攀、沈健、九州大學Hiroki Isobe、新加坡國立大學Hu Junxiong、日本理化學研究所Naoto Nagaosa探索了單層石墨烯在調諧到量子霍爾態時的非線性響應。

本文要點：

1) 作者觀察到一個三階霍爾效應，它表現出一個非零的電壓平臺，與探針電流呈立方縮放關系。相比之下，三階縱向電壓保持為零。三階響應的幅度對磁場（低至~5 T）和溫度（高達~60 K）的變化不敏感。

2) 此外，三階響應出現在具有各種幾何形狀、不同基板和堆疊配置的石墨烯器件中。作者稱之為量子霍爾態的三階非線性響應效應，并提出量子霍爾邊緣態之間的電子相互作用是量子霍爾態非線性響應的起源。

參考文獻：

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