电子掺杂方解石多层石墨中轨道磁性的可视化
介观与纳米尺度物理
2026-05-29 v1 超导电性
摘要
在高位移电场下，电子掺杂方解石多层石墨表现出异常平坦的能带最小值，具有近似理想的量子几何结构。该尺度下的实验观察到形成一种'四分之一金属'，其中电子液体凝聚为单一的自旋和谷浓度。令人惊讶的是，最近的实验在同一密度和位移场调谐的参数空间中发现零电阻态，归因于具有有限动量库仑对准的形成。本文使用纳米 SQUID 触点磁力计图谱电子掺杂方解石多层石墨器件的轨道磁化，其中器件层数在 3 到 13 层之间。磁化Within 四分之一金属相在有限密度处达到峰值，符合 Berry 曲率在有限动量'火环'中的浓度。通过关联四层石墨样品中的传输和局部磁力计数据，我们发现超导相具有有限的轨道磁矩，提供了其手性本质的直接证据。我们进一步表明，在金属尺度中广泛观察到的随机电阻开关源于谷分辨总磁矩在密度调谐下的符号变化。这导致在典型栅控序列下形成亚稳态磁域，同样也可用于整个器件的电场控制磁矩开关。意外地，我们发现手性超导体的表观正常态具有特定的磁各向异性，提示磁性和非磁性基态之间的应力调谐竞争。我们的结果指向手性超导性在狭窄的层数范围内观察到的微妙能量竞争。
引用
@article{arxiv.2605.30316,
title = {Visualizing orbital magnetism in electron doped rhombohedral multilayer graphene},
author = {Owen I. Sheekey and Trevor B. Arp and Benjamin A. Foutty and Ruoxi Zhang and Tixuan Tan and Ludwig F. W. Holleis and Yi Guo and Sandesh S. Kalantre and Canxun Zhang and Mark Zakharyan and David Gong and Aidan Keough and Youngjoon Choi and Ysun Choi and Siyuan Xu and Tian Xie and Ben Hodder Alexander and Marisa Hocking and Qingrui Cao and Martin E. Huber and Takashi Taniguchi and Kenji Watanabe and Chenhao Jin and Etienne Lantagne-Hurtubise and Aaron Sharpe and Trithep Devakul and Andrea F. Young},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.30316},
year = {2026}
}