扭转双层石墨烯中的对称性破缺与skyrmion输运

受近期与六方氮化硼衬底对齐的扭转双层石墨烯中的低温磁阻测量启发，我们对该器件在每 Moiré 原胞两个电子填充下的可能对称性破缺序进行了系统研究。我们发现电阻对垂直磁场的惊人非单调依赖关系难以用对称性破缺相中低能带的粒子—空穴电荷载流子来解释。我们利用扭转双层石墨烯平带的非零陈数论证 skyrmion 纹理为优势电荷载流子提供了另一种可能。通过针对自旋自由度的有效场论，我们表明自旋塞曼分裂对 skyrmion 激发的影响为非单调磁阻提供了可能的解释。我们提出了若干实验检验，包括激活能隙对磁场的函数依赖关系，用于我们所提出的处于不同整数填充下的关联绝缘态。我们还讨论了在此类绝缘体掺杂时通过 skyrmion 配对可能产生的奇异相与量子相变。