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Nature：魔角双层石墨烯强关联材料中实现拓扑绝缘态

纳米技术

2020-12-15

电子和其能带拓扑结构之间的相互作用能够在物质中产生罕见量子相，大多数的拓扑结构电子相存在于弱电子相互作用的体系中。相比而言，由强相互作用产生的拓扑相非常罕见，而且都是在强磁场中。在魔角扭转双层石墨烯（MATBG）体系中发现的平带电子能带结构为探索强关联拓扑相提供了契机，有鉴于此，普林斯顿大学Ali Yazdani等报道了通过扫描隧道电子显微镜中引入局部光谱表征技术，发现在MATBG材料中Chern number为C=±1, ±2, ±3时，分别在单位晶格中形成填充因子为±3, ±2, ±1表现的一系列拓扑绝缘态（这种拓扑相通过强度适中的磁场稳定）。

本文要点：

（1）

这种强电子相互作用在MATBG中产生了未预料的Chern绝缘相，该现象是由于强相关作用打破时间反转对称，从而能够在弱磁场中稳定Chern绝缘体。该发现展示了通过多体相互作用能够在moiré晶格中构建拓扑相，而这种拓扑相在弱相互作用材料中通常无法实现。