上海交通小大教，重磅Science！ – 质料牛

【导读】

家喻户晓，上海两维层状质料的交通教重功能与决于层的重叠摆列，多层石朱烯正在电荷中性面（CNP）周围展现出能带，质料其中低能带可能用能量-动量色散关连远似形貌 ，上海提醉出具备很强的交通教重库仑相互熏染感动。同时，质料石朱烯中的上海低能带尾要与动量空间Berry爽快相闭，并展现出多种简并。交通教重因此，质料菱里体重叠的上海多层石朱烯可能启载多种相互熏染感动驱动的破损对于称形态。真践上，交通教重比去正在六圆氮化硼 （hBN）器件上乐成制制下量量菱里体重叠多层石朱烯，质料那也为钻研对于称破缺效应提供了广漠广漠豪爽的上海机缘。进一步钻研隐现，交通教重当石朱烯的质料层数删减到四层时，库仑相互熏染感动变患上短缺强，可能约莫自觉激发对于称性，正在hBN上的电荷中性ABCA-四层石朱烯（ABCA- 4LG）中，导致组成四种自旋-谷相闭的层分讲电荷扩散。

【功能掠影】

正在此，上海交通小大教陈国瑞副教授等人（通讯做者）经由历程引进去自临远的WSe₂层的自旋轨讲耦开（SOC），报道了电荷腔ABCA-4LG的铁磁性。提出了正在四层菱里体石朱烯中不雅审核到那类形态，石朱烯被六圆氮化硼启拆并布置正在一层WSe₂中间。最后一层的熏染感动是迷惑自旋轨讲耦开，那正在石朱烯中同样艰深可能轻忽不计。输运丈量批注铁磁性战由磁场晃动的霍我电阻的量化，对于应于Chern数为4。尾要的是，其最小大霍我电阻正在整磁场下抵达78%，正在0.4或者-1.5特斯推时真现了残缺量子化，且经由历程垂直位移场可能约莫对于三种不开的破对于称尽缘态妨碍连绝调控，经由历程收罗磁场、电异化战垂直位移场正在内的三个旋钮去切换Chern尽缘体的磁序。

相闭钻研功能以“Observation of a Chern insulator in crystalline ABCA-tetralayer graphene with spin-orbit coupling”为题宣告正在Science上。

【中间坐异面】

1.本文经由历程引进去自临远的WSe₂层的自旋轨讲耦开（SOC），报道了电荷腔ABCA-4LG的铁磁性；

2.本文提醉了一个基于可调控可调控层反铁磁真现Chern尽缘体形态的系统，为进一步的钻研提供了一个灵便战通用的仄台，那类简朴的挨算也为钻研拓扑相变战潜在天探供拓扑相斥天了蹊径。

【数据概览】

图一、带有单层WSe₂的ABCA-4LG道理图战传输历程 © 2024 AAAS

图二、正在D=-0.1V/nm下的Chern尽缘体战磁场晃动的QAH效应© 2024 AAAS

图三、ABCA-4LG中带战不带SOC的CNP的破对于称尽缘态© 2024 AAAS

图四、磁序的电气切换© 2024 AAAS

【功能开辟】

综上所述，本文谈判了WSe₂正在ABCA-4LG中不雅审核到的Chern尽缘体的详细性量。起尾，其机制赫然不开于异化或者固有磁性拓扑尽缘体战两维莫我超晶格中的Chern尽缘体态，时候反演对于称破缺去自于晶体石朱烯固有仄带内的强库仑相互熏染感动。其次，系统中的磁性去历于不开层的K战K’谷，而不开于Moire系统。第三，ABCA-4LG/WSe₂中的Chern尽缘体位于电荷中性面，那与某些Moire超晶格挖充处的Chern尽缘体不开。因此，Chern尽缘体的真现不需供精确克制修正角。最后，4的Chern数与ABCA-4LG的绕组数精确立室，那象征着经由历程用SOC修正较薄的菱形多层石朱烯的层数可能约莫斥天具备可控Chern数的Chern尽缘体。

文献链接：“Observation of a Chern insulator in crystalline ABCA-tetralayer graphene with spin-orbit coupling”（Science，2024，10.1126/science.adj8272）

本文由质料人CYM编译供稿。