魔角石墨烯又又又發Nature

稀、飯 2年前 (2021-12-16) 2476瀏覽

【引言】

分數陳絕緣體(FCI)是分數量子霍爾態的晶格類似物，可以為操縱非阿貝爾激發(non-Abelian excitations)提供新的途徑。早期的理論研究預測了它們存在于具有平坦陳(Chern)帶的系統中，并強調了特定量子幾何的關鍵作用。然而，FCI狀態僅在與六方氮化硼(hBN)排列的伯納爾(Bernal)堆疊雙層石墨烯(BLG)中觀察到，其中Chern帶的存在是由一個非常大的磁場造成的，無法在零場實現FCI。相比之下，魔角扭曲BLG在零磁場下支持平坦的Chern帶，因此為穩定零場 FCI 提供了一條有前途的途徑。

今日，美國哈佛大學Yonglong Xie一作加通訊，與美國麻省理工學院Pablo Jarillo-Herrero、美國哈佛大學Amir Yacoby課題組合作，報告了通過高分辨率局部壓縮率測量實現的魔角扭曲BLG在低磁場下觀察到的八個FCI狀態。這些狀態中的第一個在5 T時出現，它們的出現伴隨著附近拓撲平凡電荷密度波態的同時消失。本工作證明，與BLG/hBN平臺不同，弱磁場的主要作用只是重新分配本征Chern帶的貝里(Berry)曲率，從而實現有利于FCIs產生的量子幾何。本工作的研究結果強烈表明FCI可以在零磁場下實現，并為探索和操縱平坦莫爾Chern帶中的任意子激發鋪平道路。相關論文以題為“Fractional Chern insulators in magic-angle twisted bilayer graphene”發表在Nature上。