菱方七层石墨烯摩尔超晶格中的表面铁磁性
介观与纳米尺度物理
2024-03-26 v1 材料科学
强关联电子
摘要
晶体材料的拓扑电子结构常引发引人入胜的表面态,如拓扑绝缘体中的狄拉克表面态、狄拉克半金属中的费米弧表面态,以及铁基超导体中的拓扑超导。近来,菱方多层石墨烯因其在低能处承载拓扑保护的表面平带且具有层数依赖的能散,成为探索奇异表面态的有前景平台。这些平带可促进电子关联,导致大量量子现象,包括自发对称性破缺、超导、铁磁性与拓扑陈绝缘体。然而,菱方多层石墨烯中表面平带与高色散高能带之间的复杂联系阻碍了对关联表面态的探索。在此,我们提出一种通过引入摩尔超晶格来隔离菱方七层(7L)石墨烯表面平带的方法。在摩尔势调制的菱方7L石墨烯中观察到的显著屏蔽效应表明了其本质的三维(3D)特性。隔离的表面平带有利于在远离电荷中性点区域表面上的关联态。最值得注意的是,我们观察到可调的表面铁磁性,表现为具有滞回环的异常霍尔效应,这是通过有限位移场极化表面态实现的。我们的工作确立了菱方多层石墨烯摩尔超晶格作为探索关联表面态的独特3D系统。
引用
@article{arxiv.2310.05319,
title = {Surface ferromagnetism in rhombohedral heptalayer graphene moire superlattice},
author = {Wenqiang Zhou and Jing Ding and Jiannan Hua and Le Zhang and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Wei Zhu and Shuigang Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.05319},
year = {2024}
}