光学控制魔角扭叠双层石墨烯的轨道磁性
强关联电子
2025-03-28 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
石墨烯基材的莫尔结构中的平带承载着广泛的新兴强关联与拓扑现象。光学探测和控制这些现象可揭示其对称性和动力学信息，但由于能隙极小，难以与光学波长相匹配。本文报道了近红外光学控制位于单层 WSe 上的魔角扭叠双层石墨烯 (MATBG) 器件中的轨道磁性及其相关的异常霍尔效应 (AHE)。我们表明，AHE 的特性（如滞后和幅值）可通过靠近整数莫尔填充率的光照进行控制，而此时存在自发磁性。通过调制光学极化，我们观察到在广泛填充率范围内横向电阻呈周期性调制，表明通过大型反向法拉第效应实现光诱导轨道磁化。此外，在金属与 AHE 区间过渡处，我们还发现霍尔电阻率出现大幅度且随机的开关，归因于光学控制磁性域团簇的渗透。我们的结果为光操控 MATBG 及相关结构中的关联性和拓扑性开辟了道路。
引用
@article{arxiv.2503.21750,
title = {Optical control of orbital magnetism in magic angle twisted bilayer graphene},
author = {Eylon Persky and Minhao He and Jiaqi Cai and Takashi Taniguchi and Kenji Watanabe and Xiaodong Xu and Aharon Kapitulnik},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.21750},
year = {2025}
}
备注
16 pages, 9 figures