双层石墨烯中由轨道磁性驱动的可调量子反常霍尔八重态
介观与纳米尺度物理
2021-10-14 v1
摘要
量子反常霍尔（QAH）效应——零磁场下手性能带拓扑的宏观体现——此前仅通过拓扑绝缘体的磁性掺杂（1–3）和摩尔异质结构的精细设计（4–8）实验实现。然而，看似简单的无磁性掺杂或摩尔工程双层石墨烯，早被预言可承载具有 QAH 效应的竞争有序态（9–11）。在此，我们探索双层石墨烯中电导为 2 e2/h 的态，其不仅存活至异常小的磁场和高达 5 K 的温度，还表现出磁滞。综合来看，这些实验特征为轨道磁性驱动的 QAH 行为提供了令人信服的证据，其陈数可通过电场、磁场以及载流子符号调谐。所观测到的 QAH 八重态相因奇特的亚铁磁与亚铁电序而不同于以往观测，该序以量化的反常电荷、自旋、谷以及自旋-谷霍尔行为为特征。
引用
@article{arxiv.2107.06915,
title = {Tunable quantum anomalous Hall octet driven by orbital magnetism in bilayer graphene},
author = {Fabian R. Geisenhof and Felix Winterer and Anna M. Seiler and Jakob Lenz and Tianyi Xu and Fan Zhang and R. Thomas Weitz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.06915},
year = {2021}
}