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栅极可切换莫尔量子反常霍尔绝缘体的局域谱学

介观与纳米尺度物理 2023-06-21 v2 强关联电子

摘要

近年来,在多种莫尔异质结构中均观测到了关联绝缘态、非常规超导性以及拓扑非平庸相。然而,由于缺乏局域电子结构数据,人们对这些现象背后物理机制的理解受到阻碍。在此,我们利用扫描隧穿显微镜与谱学,展示了关联、拓扑与局域原子结构之间的相互作用如何决定电子掺杂扭转单层-双层石墨烯的行为。通过依赖栅极与磁场的测量,我们观测到局域谱学特征,表明在每莫尔原胞三个电子的掺杂水平下存在总陈数为 ±2\pm 2 的量子反常霍尔绝缘态。我们表明,陈数符号及相关的磁性仅能在有限的扭转角和样品异质应变值范围内通过静电方式切换。这源于填充体带与手性边缘态的轨道磁化之间的竞争,而该竞争对莫尔超晶格中应变诱导的畸变十分敏感。

关键词

引用

@article{arxiv.2210.06506,
  title  = {Local spectroscopy of a gate-switchable moir\'e quantum anomalous Hall insulator},
  author = {Canxun Zhang and Tiancong Zhu and Tomohiro Soejima and Salman Kahn and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Alex Zettl and Feng Wang and Michael P. Zaletel and Michael F. Crommie},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2210.06506},
  year   = {2023}
}

备注

Article 14 pages, 4 figures & Supplementary Information 13 pages, 9 figures