菱方多层石墨烯中厚度依赖的拓扑相与平带
介观与纳米尺度物理
2025-03-18 v2 强关联电子
摘要
菱方多层石墨烯已成为研究奇异量子态（如超导和分数量子反常霍尔效应）的非凡平台，这主要归因于其拓扑表面平带的存在。尽管已有广泛的研究努力，但对其电子结构从薄层到块材演变的系统性光谱研究仍然缺失。利用具有亚微米空间分辨率的尖端角分辨光电子能谱，我们直接探测并追踪了菱方多层石墨烯拓扑电子结构的厚度演化。随着层数增加，带隙子带转变为在动量空间中螺旋的 3D 狄拉克节点；而平带则持续在费米能级附近被观测到，并最终演化为拓扑鼓面表面态。这种独特的厚度依赖拓扑相变可以被很好地捕捉：从薄层中 1D Su-Schrieffer-Heeger 链的 3D 推广，到块材极限下的拓扑狄拉克节线螺旋半金属。我们的发现为探索菱方多层石墨烯中具有非平庸拓扑和关联效应的奇异量子相奠定了坚实基础。
引用
@article{arxiv.2411.11359,
title = {Thickness-dependent Topological Phases and Flat Bands in Rhombohedral Multilayer Graphene},
author = {H. B. Xiao and C. Chen and X. Sui and S. H. Zhang and M. Z. Sun and H. Gao and Q. Jiang and Q. Li and L. X. Yang and M. Ye and F. Y. Zhu and M. X. Wang and J. P. Liu and Z. B. Zhang and Z. J. Wang and Y. L. Chen and K. H. Liu and Z. K. Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.11359},
year = {2025}
}
备注
15 pages, 4 figures, under review. A note added