电场诱导的扭转翘曲蜂窝材料中的自旋-谷锁定

扭转蜂窝双层结构由 AB 堆叠和 BA 堆叠的六方排列畴组成，畴之间由畴界分隔。在扭转双层石墨烯的情况下，施加垂直于双层的电场会在 AB 和 BA 堆叠畴中打开倒置带隙。倒置带隙导致形成反向传播的谷保护螺旋畴界态网络，也称为量子谷霍尔效应。由于自旋轨道耦合和翘曲，扭转双层硅烯和锗烯中的量子谷霍尔效应比扭转双层石墨烯更为复杂。我们发现存在一个电场范围，在此范围内自旋自由度与量子谷霍尔态中电子的谷自由度锁定，从而产生更强的拓扑保护。对于小于上述范围的电场，扭转双层不表现出量子谷霍尔效应；而对于更大的电场，自旋-谷锁定被解除，新出现的量子谷霍尔态仅受谷保护。