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扭曲双层-三层石墨烯中的拓扑电子晶体

介观与纳米尺度物理 2025-03-13 v2

摘要

在稀薄的二维电子气中,库仑相互作用可以稳定维格纳晶体的形成。尽管维格纳晶体是拓扑平凡的,但已有预测表明,部分填充能带中的电子可以自发打破连续平移对称性和时间反演对称性,形成一种称为反常霍尔晶体的拓扑电子晶体。在此,我们报告了在扭曲双层-三层石墨烯中观测到的一种广义反常霍尔晶体,其形成由莫尔势驱动。该晶体在每四个莫尔原胞一个电子的能带填充因子(ν=1/4\nu=1/4)下形成,并使原胞面积扩大四倍,同时伴随整数量子反常霍尔效应。该状态的陈数异常可调,可通过电场和磁场在+1+11-1之间可逆切换。在中等磁场下,还会出现其他几种拓扑电子晶体,源自ν=1/3\nu=1/31/21/22/32/33/23/2。折叠能带的量子几何很可能与原始母能带截然不同,这为未来发现关联驱动的拓扑现象提供了可能。

关键词

引用

@article{arxiv.2406.17766,
  title  = {Topological electronic crystals in twisted bilayer-trilayer graphene},
  author = {Ruiheng Su and Dacen Waters and Boran Zhou and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Ya-Hui Zhang and Matthew Yankowitz and Joshua Folk},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2406.17766},
  year   = {2025}
}