多层石墨烯中异步质量反转富集的量子反常霍尔态
介观与纳米尺度物理
2025-07-01 v2 材料科学
强关联电子
摘要
近期，由于发现了多种引人入胜的相，特别是量子反常霍尔（QAH）态，多层石墨烯系统引起了广泛关注。在菱面体五层石墨烯（RPG）中，已观察到 Chern 数 和 的 QAH 态。虽然 的 QAH 态已被充分理解，但 的 QAH 态的起源仍不清楚。在本文中，我们提出 RPG 中的 QAH 态以及从 到 态的拓扑相变，源于由三角翘曲、交错层序与位移场之间相互作用驱动的异步质量反转机制：三角翘曲将 RPG 的低能带分裂为一个中心接触点和三个卫星 Dirac 锥。同时，交错层序与位移场的共存会在低能带中诱导出动量依赖的有效质量。因此，由不断增强的位移场引发的中心接触点与卫星 Dirac 锥处的质量反转可以异步发生，从而导致 QAH 态的形成以及从 到 QAH 态的拓扑相变。此外，基于该机制，我们预测在菱面体四层石墨烯（RTG）中存在 QAH 态，该态可在实验中被检测到。进一步地，该机制也可应用于 Bernal 四层石墨烯（BTG），解释了所观察到的 QAH 态的起源。
引用
@article{arxiv.2502.13229,
title = {Asynchronous mass inversion enriched quantum anomalous Hall states in multilayer graphene},
author = {Xilin Feng and Zi-Ting Sun and K. T. Law},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.13229},
year = {2025}
}