堆叠取向和扭转角对莫尔菱方石墨烯中整数和分数量子反常霍尔效应的调控
介观与纳米尺度物理
2025-11-12 v2
摘要
与六方氮化硼对齐的菱方堆叠多层石墨烯已成为研究由电子关联与非平庸拓扑相互作用产生的奇异量子现象的优秀平台。然而，在该体系中整数和分数量子反常霍尔态出现的微观机制仍是一个悬而未决的问题。在本工作中，我们系统地研究了具有可控对齐取向和扭转角的RMG/hBN莫尔器件的电输运性质。我们证明，对齐取向在莫尔近邻区域强烈调制关联现象，而在莫尔远邻区域对整数和分数量子反常霍尔态的形成影响可忽略不计。相反，由扭转角调控的莫尔周期性是控制莫尔远邻区域中这些关联拓扑态稳定性的关键参数。此外，在一种特定对齐的莫尔近邻区域，我们在{\nu} = 1附近观察到反常霍尔效应和多种竞争相，包括整数量子反常霍尔态、扩展量子反常霍尔态和普通绝缘态，其稳定性对施加的位移电场和磁场高度敏感。我们的结果强调了堆叠对齐和扭转角工程在探索基于菱方堆叠多层石墨烯莫尔系统的新型量子态中的关键作用。
引用
@article{arxiv.2505.01767,
title = {Stacking-orientation and twist-angle control on integer and fractional Chern insulators in moir\'e rhombohedral graphene},
author = {Chushan Li and Chuanqi Zheng and Kai Liu and Ke Huang and Zheng Sun and Lei Qiao and Yifan Wei and Chenyu Zhang and Fan Xu and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Hao Yang and Dandan Guan and Liang Liu and Shiyong Wang and Yaoyi Li and Hao Zheng and Canhua Liu and Bingbing Tong and Li Lu and Jinfeng Jia and Zhiwen Shi and Jianpeng Liu and Xiao Li and Guorui Chen and Tingxin Li and Xiaoxue Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.01767},
year = {2025}
}