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Spin-valley quantum hall phases in graphene

Chinese Physics B 2015年第12期24卷 477-482页

作者：田宏玉 Department of Physics Yancheng Institute of Technology

We theoretically investigate possible quantum hall phases and corresponding edge states in graphene by taking a strong magnetic field, Zeeman splitting M, and sublattice potential △ into account but without spin–orbit interaction. It was found that for the undoped graphene either a quantum valley hall phase or a quantum spin hall phase emerges in the system, depending on relative magnitudes of M and △. When the Fermi energy deviates from the Dirac point, the quantum spin-valley hall phase appears and its characteristic edge state is contributed only by one spin and one valley species. The metallic boundary states bridging different quantum hall phases possess a half-integer quantized conductance, like e^2/2h or3e^2/2h. The possibility of tuning different quantum hall states with M and △ suggests possible graphene-based spintronics and valleytronics applications.

关键词： quantum hall phases graphene magnetic field metallic boundary states

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