转角双层-双层石墨烯中同位旋极化的C=4陈绝缘态

Liu Yi-Jun,Chen Yi-Wei,Zhu Yu-Jian, Huang Yan, An Dong-Dong, Li Qing-Xin, Gan Qi-Kang,Zhu Wang, Song Jun-Wei,Wang Kai-Yuan,Wei Ling-Nan,Zong Qi-Jun, Liu Shuo-Han, Li Shi-Wei, Liu Zhi, Zhang Qi, Xu Ying-Hai, Cao Xin-Yu, Yang Ao,Wang Hao-Lin, Yang Bing,Andy Shen,Yu Ge-Liang,Wang Lei

Acta Physica Sinica（2023）

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摘要

范德瓦耳斯材料相对扭转到特定角度时,会出现几乎零色散的莫尔平带,从而产生一系列关联电子物态,例如非常规超导、关联绝缘态和轨道磁性等.在转角双层-双层石墨烯(TDBG)体系中,能带带宽和拓扑性质可以通过栅极施加的电位移场原位调控,使该体系成为良好的研究拓扑相变和强关联物理的量子模拟平台.在一定的电位移场作用下,TDBG中C2x对称性破缺,中性点附近的导带和价带会获得有限的陈数.能带的拓扑性质与强相互作用驱动的对称性破缺使得可以在低磁场下实现并调控陈绝缘态.本工作通过制备高质量TDBG器件,在有限磁场下,在莫尔原胞填充因子v=1处发现了陈数为4的陈绝缘态.同时还发现纵向电阻出现电阻峰并随平行磁场或温度升高而增强的现象,这类似于3He中的Pomeranchuk效应,推测v=1处的陈绝缘态或许源于同位旋的极化.

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关键词

twisted double bilayer graphene,Chern insulator state,electron correlation

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