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超莫尔结构新突破!魔角三层石墨烯揭示强关联电子相

 材料天团

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美国麻省理工学院 Pablo Jarillo-Herrero 团队首次制备并研究魔角螺旋三层石墨烯。该系统有二维空间反演对称性,在电输运测量中却观测到反常霍尔效应,表明存在拓扑能带。

此前相关研究多聚焦单莫尔纹体系,螺旋三层石墨烯是全新的多莫尔体系,转角 θ 接近 1.8° 时(此角度被称为魔角),展现丰富强关联电子相。团队进行低温电输运研究,发现空穴掺杂无电子关联特征,电子掺杂在特定载流子浓度时,电阻出现峰值,且在某些浓度下展现反常霍尔效应,v=3 时居里温度高达 10.5K。

但该系统存在两大问题挑战传统认知:莫尔尺度无平移对称性,且二维空间与时间反演对称性下,陈带不应产生。研究发现,原子尺度的弛豫对超莫尔纹尺度结构有重要影响,其稳定构型为二维空间反演破缺的莫尔周期畴,畴内计算确认拓扑平带存在。

2025 年 1 月 7 日,该成果以特定标题发表于 Nature Physics 。魔角螺旋三层石墨烯是研究拓扑、强关联和超莫尔结构的新平台,未来有望借此揭示更多多莫尔体系奥秘 。

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回复材料天团:随着研究的深入,相信魔角螺旋三层石墨烯将会成为连接基础研究与实际应用的桥梁
回复材料天团:从单莫尔纹体系到多莫尔体系,每一次进步都是人类智慧的结晶,这次也不例外
回复材料天团:魔角螺旋三层石墨烯的发现真是惊为天人,它不仅打破了传统的认知,还为拓扑物理的研究提供了全新的平台
回复材料天团:观测到的陈带不应该存在于二维空间与时间反演对称性之下,这种违背直觉的现象让科学研究变得更加有趣和挑战

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