螺旋三层石墨烯中的强耦合拓扑态与相变

魔角螺旋三层石墨烯弛豫为公度莫尔畴，与其他基于石墨烯的莫尔异质结构相比，其拓扑且良好隔离的窄带具备实现鲁棒关联拓扑相的理想特性。结合强耦合分析与 Hartree-Fock 计算，我们研究了整数填充 $\nu$ 下的基态，并揭示了由外部位移场 $D$ 调控的丰富关联绝缘体相图。对于小 $D$，系统实现若干竞争的对称性破缺广义味铁磁体族，其表现出多种反常霍尔特征以及高达 $|C|=6$ 的陈数。相互作用诱导的色散重整化较弱，从而在所有整数填充下均保持能带平坦性与强耦合理论的有效性。对于实验可实现的位移场，所有 $\nu$ 下的强耦合绝缘体经历拓扑相变，这些相变表现为连续或弱一级。对于较大 $D$，我们还发现了平移对称性破缺相，如 Kekulé 螺旋序。我们的结果展示了螺旋三层石墨烯承载栅极可调拓扑与对称性破缺关联相的鲁棒能力，并为未来关于分数量子拓扑态等其他方面的理论研究奠定基础。