α-RuCl$_3$/双层石墨烯异质结构的自旋与谷极化多重费米面

我们报道了 ${\alpha}$-RuCl$_3$/双层石墨烯异质结构的输运性质，其中载流子掺杂由功函数差诱导，导致 ${\alpha}$-RuCl3 和双层石墨烯中分别出现不同的电子和空穴布居。通过对包括霍尔测量和量子振荡在内的多通道输运特征的全面分析，我们揭示了系统内显著的能带修饰。特别地，我们观测到自旋和谷极化的多重空穴型费米口袋的出现，其源于 ${\alpha}$-RuCl$_3$ 与双层石墨烯之间的自旋选择性能带杂化，打破了自旋自由度。不同于 ${\alpha}$-RuCl$_3$/单层石墨烯体系，${\alpha}$-RuCl$_3$ 与顶层和底层石墨烯之间杂化强度的差异导致两层的不对称行为，经有效质量实验证实，从而造成谷极化费米口袋的显现。这些引人注目的发现确立了邻近耦合于双层石墨烯的 ${\alpha}$-RuCl$_3$ 作为调控其独特低能带结构的优异平台。