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物性物理学：量子ホールバルクの熱伝導率
Nature 625, 7995 doi: 10.1038/s41586-023-06858-z
量子ホール効果は、物質のトポロジカル状態が実現した典型例である。これは、トポロジー、相互作用、乱れの間の微妙な相互作用から生じる。乱れによって、バルク内に局在化状態の形成が可能になり、磁場やキャリア密度に対して量子ホール状態が安定化する。しかし、局在化状態やそれらの輸送への寄与の詳細は、大半の実験技術では依然として解明することができない。今回我々は、バルクの熱伝導率に関する広範な研究について報告する。我々は、新規の「多端子」短デバイス（10 μmスケール）を用い、エッジモードの寄与を除くことによって、縦方向の熱伝導率κxxT（バルクの寄与による）を、トポロジカルな横方向の値κxyTから分離した。磁場を伝導率のプラトーの中心から遠くに調節すると、バルク内の局在化状態派効率よく熱を伝導するが（κxxT ∝ T）、一方でバルクは依然として電気絶縁体のままである。ν = 7/3やν = 5/2などの第一励起ランダウ準位の分数状態は、有限のκxxTでプラトー全体を通して熱を伝導する。我々は、局在化状態を有限の熱伝導率の原因であるとする理論モデルを提案しており、このモデルは実験から得られた知見と定性的に一致する。
