菱方石墨烯

在此研究中，作者对最近在与六方氮化硼对齐的五层菱方堆叠石墨烯中观察到的FQAH效应提出了质疑。研究证明，在一个具有连续平移对称性的模型中，外部莫尔超晶格势只是一个简单的微扰。通过Hartree-Fock计算发现相互作用打开了一个相当大的远程带隙，导致在填充v=1处出现一个孤立的窄C=1 Chern带。通过精确对角化，确定了不同填充处的FQAH相。然而，FQAH态也存在于没有任何外部莫尔势的计算中。

在此研究中，作者提出了在h-BN衬底和垂直位移场存在的情况下对R5G能带结构的Hartree-Fock处理。

在这个极限下，该态自发地同时破坏了时间反演和平移对称性，形成了一种称之为“反常霍尔晶体”的拓扑晶体态。这项研究给出在菱方多层石墨烯中产生稳定Chern带的普适机制，为研究电子拓扑、分数化和自发平移对称性破缺之间的相互作用打开了大门。

重点关注层相关的电子特性和相关性，填补了有关RG中的电子相关性如何随着层厚度的增加而演变的知识空白。作者在液氮温度下使用扫描隧道显微镜和光谱(STM/STS)研究了从三层到九层的RG层。这项研究旨在阐明低能平带和关联状态对层数的依赖性，研究结果表明关联效应增强，尤其是在六层阈值下。

报道了谷不平衡轨道铁磁体和谷间相干态之间的微妙竞争，其中两个动量空间谷中的电子波函数发展出了宏观相干的相对相位。

此项工作表明，尽管石墨烯结构简单，但却能为探索前沿的拓扑物态和研究拓扑相变开辟新的道路。另一方面，天然石墨作为广泛存在的自然晶体，可以大大降低研究拓扑物理和未来多通道拓扑量子计算的门槛和成本。

在此研究中，作者报道了在菱形五层石墨烯-hBN莫尔超晶格中观察到的分数量子反常霍尔效应（IQAHE）和FQAHE。

报道了在相互作用最大化、双栅、菱形三层石墨烯中，五个竞争有序态的四大证据。特别地，在小磁场时，陈数为3和6的两个态，可以分别稳定在高垂直电场和低垂直电场，并且都表现出了明显的磁滞。研究还表明，即使在零电场时，零能朗道能级的量子霍尔铁磁体，也是具有自发层极化的铁电体，正如电滞回线所证明的那样。

该团队通过调节入射红外光的波长，借此找到一个十分合适的波段，并让这一波段刚好处于六方氮化硼垂直方向的声子模式波段。在该波段之下，六方氮化硼就像波导一样，能将石墨烯的光学信号传导到六方氮化硼的上表面。这时在六方氮化硼的上表面，针尖就能够扫描到石墨烯的红外信号。

这种磁滞现象表明，铁磁谷电子序与复合场E·B（其中B是磁场）耦合，但不与单个场耦合。调谐电场E，将独立地翻转每个铁性序，并且一起实现其非易失翻转。还展示了一种以前未知类型的多铁性材料，并指出了电可调的超低功率谷电子和磁性器件。

该项研究，确立了菱形堆叠多层石墨烯，有望用于探索天然石墨材料中的缠绕电子关联和拓扑现象，而不需要莫尔超晶格工程。