魏茨曼科学研究所 视频1:不同背栅电压下的一系列温度扫描，Vbg在4
2 K，Bz= 1 T，Vtg= 8 V
电流Idc从底部收缩部分被驱动到顶部触点之一，并且用Vbg调整电流值，以保持R2p Idc2= 10 nW的样本中的总功耗
对于负朗道能级，系统的手性是逆时针的，对于正朗道能级，系统的手性是顺时针的
在视频中，人们可以观察到熵产生过程的演变，沿边缘可见为尖环，以及工作产生过程的演变，其以更大更模糊的特征的形式出现
在大填充因子|ν|≥ 10时，负(正)ν的主要下游“熵”环沿着样品的底部边缘在收缩的右侧(左侧)可见
在这种情况下，下游通道的数量明显大于上游边缘重建通道的数量
因此，通道得到了更好的平衡，因此反向散射更少，沿边缘进行的工作更少
在这种情况下，大部分工作是在收缩处进行的，在收缩处注入的高能载流子向下游流动，并通过共振声子发射在作为“熵”环可见的原子缺陷处损失多余的能量
这些环在距离收缩处约15米的距离内衰减
在|ν|≲ 10号，除了顺流和逆流方向的“熵”环外，“工作”弧开始出现，手性逐渐消失
这种行为源于反向传播的非拓扑通道之间的反向散射，导致沿通道产生工作，从而产生电弧
这项工作是沿着通道的整个长度产生的，而不是在收缩处产生的，现在是“供给”“熵”环的主要能量源，解释了环强度没有衰减和没有手性的原因
这种耗散分布在边缘的整个长度上，在最低的L1，nLL= 0处变得最突出，在那里不存在拓扑边缘通道
然而，由于一对或多对反向传播的非拓扑边缘通道的存在，大部分电流仍然沿着边缘流动
在这种金属状态下，以及在更高的L1金属状态下，代替通常假设的样品相对边缘之间的反向散射，大部分反向散射发生在边缘内的反向传播通道之间
这就是为什么在视频V1中，我们几乎没有观察到在任何Vbg值下的任何散逸，除非非常接近电荷中性点，在该点，样品中的总散逸达到最大值，沿着方孔的内边缘几乎看不到环(ν=-0
14帧)
信用:魏茨曼科学研究所 将我们尖端的纳米超导量子干涉仪与石墨烯量子霍尔阶段的扫描门测量相结合，我们能够分别测量和识别工作和散热过程
测量结果表明，由于边缘重建，耗散由出现在石墨烯边界的反向传播的下游和上游通道对之间的串扰控制
然而，不是局部焦耳加热，耗散机制包括两个不同的和空间分离的过程
我们直接成像的功产生过程，包括量子通道之间电荷载流子的弹性隧穿，决定了输运性质，但不产生局部热
相反，独立可视化的热和熵产生过程发生在石墨烯边缘单个原子缺陷的非弹性共振散射的非局部(也参见我们以前的工作)，同时不影响输运
我们的发现为隐藏真正拓扑保护的机制提供了重要的见解，并为器件应用设计更鲁棒的量子态提供了场所
以下是在不同石墨烯器件上4
2 K
四探针电阻Rxx (r)沿同一样品顶部边界放大区域的扫描栅极图像序列，如视频1所示
Rxx (r)=Vxx (r)/Idc记录为不同背栅电压Vbg下尖端位置r的函数
这里注入的总功率比视频1小
水平虚线表示样品的上边缘
视频V3示出了在变化Vpg时同时采集的热图像和扫描门Rxx (r)图像的演变的例子
在这种高电压下，“熵环”和“工作弧状特征”很容易分辨
在沿着整个石墨烯周边的热图像中观察到由于原子缺陷处的声子发射而形成的环，以较小直径的尖锐环的形式可见
它们由远程工作过程提供动力，即使后者由于柱塞门电位而明显远离边缘
这些环在Rxx (r)图像中是不可见的，因为耗散过程不会导致载流子反向散射
较大的“工件”弧形特征在Rxx (r)图像(浅蓝色到红色)中清晰可见，显示了通过载流子反向散射产生的工件
由于工作导致非局部加热，这些特征也在热图像中沿其外部轮廓以光晕的形式观察到
值得注意的是，尖端感应电阻可能非常大，Rxx (r)≫R0，Rxx (r)-R0达到几kω，在零朗道能级高达20kω
尽管它的值非常大，我们发现Rxx (r)本质上是电流独立的，如视频V4所示
这里，交流电流Iac从10 nA到1变化超过两个数量级
Rxx (r)只有微小变化的4 A
与电流无关的Rxx (r)意味着最终的功和非局部热耗散与Iac成二次增加
事实上，视频V4中的二次谐波热信号在低电流下低于我们的灵敏度，并且随电流二次增长
请注意，在高电流下图像中清晰的热环是从热扫描和Rxx (r)扫描中可见的“工作”弧形图案中分离出来的
视频V5显示了Rxx (r)在中性柱塞栅极变化时的演变示例，Iac= 10 nA的极低电流
负的Vtg导致尖端下的空穴积累，但是这没有可观察到的效果
这是因为沿着边缘已经存在空穴积累，并且在非常小的区域中增加这种积累不会明显影响(减少)反向散射
当Vtg增加到小正值时，空穴累积的诱导耗尽导致反向传播通道的压缩，导致反向散射增强，并在R_xx (r)中出现相应的特征，这些特征揭示了最主要的散射位点的位置
当Vtg变得足够大时(例如
g
一个
为了切断反向传播的通道对，增强的Rxx (r)沿着样品的整个边缘变得可见，其中存在非拓扑通道，显示出高度无序的结构
对于Vtg≳ 3 V，形成弧形特征，其直径增加，并且在Vtg进一步增加时变得非常精细
在这种情况下，在尖端下形成一个氮掺杂的口袋
在高Vtg时，这个口袋将包含许多朗道能级，其边缘沟道被陡峭的边缘势强烈压缩，显然由于单个原子缺陷的共振态而导致沟道之间的反向散射增强
电弧在10 nA的低电流下非常细，在高电流下变得更加模糊
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