魔角石墨烯又又又发Nature

稀、饭 2年前 (2021-12-16) 2779浏览

【引言】

分数陈绝缘体(FCI)是分数量子霍尔态的晶格类似物，可以为操纵非阿贝尔激发(non-Abelian excitations)提供新的途径。早期的理论研究预测了它们存在于具有平坦陈(Chern)带的系统中，并强调了特定量子几何的关键作用。然而，FCI状态仅在与六方氮化硼(hBN)排列的伯纳尔(Bernal)堆叠双层石墨烯(BLG)中观察到，其中Chern带的存在是由一个非常大的磁场造成的，无法在零场实现FCI。相比之下，魔角扭曲BLG在零磁场下支持平坦的Chern带，因此为稳定零场 FCI 提供了一条有前途的途径。

今日，美国哈佛大学Yonglong Xie一作加通讯，与美国麻省理工学院Pablo Jarillo-Herrero、美国哈佛大学Amir Yacoby课题组合作，报告了通过高分辨率局部压缩率测量实现的魔角扭曲BLG在低磁场下观察到的八个FCI状态。这些状态中的第一个在5 T时出现，它们的出现伴随着附近拓扑平凡电荷密度波态的同时消失。本工作证明，与BLG/hBN平台不同，弱磁场的主要作用只是重新分配本征Chern带的贝里(Berry)曲率，从而实现有利于FCIs产生的量子几何。本工作的研究结果强烈表明FCI可以在零磁场下实现，并为探索和操纵平坦莫尔Chern带中的任意子激发铺平道路。相关论文以题为“Fractional Chern insulators in magic-angle twisted bilayer graphene”发表在Nature上。