哥伦比亚大学Cory R. Dean课题组--扭曲的单层-双层石墨烯的电可调相关态和拓扑态

近年来，具有扁平电子带的扭曲范德瓦尔斯异质结构，是一种可实现相关和拓扑状态的平台，具有高度的可控制和可调性。在基于石墨烯的莫尔异质结构中，相关的相图和能带拓扑取决于石墨烯层的数量以及封装晶体的外部环境细节。在这里，我们报告了扭曲单分子双分子层石墨烯(tMBG)系统具有多种相关的金属态和绝缘态，以及拓扑磁态。由于其低对称性，当施加的垂直电场从双层指向单层石墨烯时，tMBG的相图近似于扭曲的双层石墨烯；当电场反转时，tMBG的相图近似于扭曲的双倍双层石墨烯。在前一种情况下，观察到了在临界垂直磁场上方经历轨道驱动的绝缘跃迁相关态。在后一种情况下，观察到了在导带的四分之一填充处出现电可调铁磁性，并伴有异常的霍尔效应。在零磁场下，静电掺杂可以改变磁化方向。我们的结果建立了一个可调的tMBG平台来研究相关态和拓扑态。

Fig. 1 tMBG的电子结构和在θ= 1.08°的器件中的传输。

Fig. 2 tMBG中相关状态的传输特性。

Fig. 3 对于D <0，在ν= 1、2、3时的相关态的性质。

Fig. 4 在θ= 0.89°的器件中，对于D> 0，在ν= 1处的铁磁性和aHE。

相关研究成果于2020年由哥伦比亚大学Cory R. Dean课题组，发表在Nature Physics(https://doi.org/10.1038/s41567-020-01062-6)上。原文：Electrically tunable correlated and topological states in twisted monolayer–bilayer graphene。