近年來，具有扁平電子帶的扭曲范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)構(gòu)，是一種可實現(xiàn)相關(guān)和拓撲狀態(tài)的平臺，具有高度的可控制和可調(diào)性。在基于石墨烯的莫爾異質(zhì)結(jié)構(gòu)中，相關(guān)的相圖和能帶拓撲取決于石墨烯層的數(shù)量以及封裝晶體的外部環(huán)境細節(jié)。在這里，我們報告了扭曲單分子雙分子層石墨烯(tMBG)系統(tǒng)具有多種相關(guān)的金屬態(tài)和絕緣態(tài)，以及拓撲磁態(tài)。由于其低對稱性，當施加的垂直電場從雙層指向單層石墨烯時，tMBG的相圖近似于扭曲的雙層石墨烯；當電場反轉(zhuǎn)時，tMBG的相圖近似于扭曲的雙倍雙層石墨烯。在前一種情況下，觀察到了在臨界垂直磁場上方經(jīng)歷軌道驅(qū)動的絕緣躍遷相關(guān)態(tài)。在后一種情況下，觀察到了在導(dǎo)帶的四分之一填充處出現(xiàn)電可調(diào)鐵磁性，并伴有異常的霍爾效應(yīng)。在零磁場下，靜電摻雜可以改變磁化方向。我們的結(jié)果建立了一個可調(diào)的tMBG平臺來研究相關(guān)態(tài)和拓撲態(tài)。
Fig. 1 tMBG的電子結(jié)構(gòu)和在θ= 1.08°的器件中的傳輸。
Fig. 2 tMBG中相關(guān)狀態(tài)的傳輸特性。
Fig. 3 對于D <0，在ν= 1、2、3時的相關(guān)態(tài)的性質(zhì)。
Fig. 4 在θ= 0.89°的器件中，對于D> 0，在ν= 1處的鐵磁性和aHE。
相關(guān)研究成果于2020年由哥倫比亞大學(xué)Cory R. Dean課題組，發(fā)表在Nature Physics(https://doi.org/10.1038/s41567-020-01062-6)上。原文：Electrically tunable correlated and topological states in twisted monolayer–bilayer graphene。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號：
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