多层石墨烯中的涨落磁性及波梅兰丘克效应

磁性通常源于交换相互作用对 f 轨道和 d 轨道中高度局域化的费米子波函数的影响。相比之下，在菱方多层石墨烯（RMG）中，磁性——表现为自发极化到一种或多种自旋和谷味[1-7]——源自范霍夫奇点附近的巡游电子。在此，我们通过实验证明，该体系中的电子熵显示出通常与无序局域磁矩相关的特征，这对于完全巡游金属中的电子而言是出乎意料的。具体来说，我们发现每个载流子存在约 1k$_B$ 的贡献 $\Delta$ S，该贡献在居里温度处开始出现，并在超过一个数量级的温度范围内持续存在。一级相变显示出同位旋“波梅兰丘克效应”，其中涨落矩相在熵上比邻近的对称费米液体更受青睐[8, 9]。我们的结果表明，尽管电子波函数具有巡游性质，但单个电子的自旋极化和谷极化是解耦的，这种现象通常与局域磁矩相关，例如在固态 3He 中发生的情况[10]。令人惊讶的是，输运测量显示在涨落磁矩区域内存在一个有限温度的电阻极小值，我们将其归因于涨落磁矩与电子-声子散射的相互作用。我们的结果突显了软等自旋模式对二维平带系统的普适性。