转角石墨烯体系的拓扑特性和轨道磁性

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	转角石墨烯体系的拓扑特性和轨道磁性
其他题名	Topological properties and orbital magnetism in twisted graphene systems
	刘健鹏1 ; 戴希 2
	2020
发表期刊	ACTA PHYSICA SINICA (IF:0.8[JCR-2023],0.8[5-Year])
ISSN	1000-3290
卷号	69 期号:14
发表状态	已发表
DOI	/
摘要	本文介绍了转角双层石墨烯和多层石墨烯中的电子结构、拓扑性质以及轨道磁性.在转角双层石墨烯中,由于两层石墨烯之间的相对旋转会形成具有长周期的摩尔条纹.由转角产生的摩尔势场会在摩尔超元胞中产生方向相反的赝磁场,与两层的石墨烯中的狄拉克电子耦合,从而产生赝朗道能级.而魔角石墨烯中的每个谷和自旋自由度的两条平带就等价于两个具有相反陈数的零赝朗道能级.这样的赝朗道能级表示可以很自然地解释一系列魔角的来源,也对理解魔角双层石墨烯中观测到的关联绝缘态和量子反常霍尔效应具有重要意义.本文进一步讨论了转角多层石墨烯,并发现转角多层石墨烯体系中普遍存在具有非平庸拓扑性质的平带.这些拓扑平带通常具有非零的谷陈数,并且在一定近似下可以由一个普适的规律描述.本文还讨论了转角石墨烯体系中的拓扑平带所具有的轨道磁性.如果时间反演对称性自发破缺,转角石墨烯体系会处于一个谷极化的基态.这样的谷极化基态是一个在摩尔尺度上的轨道磁性态,在摩尔超胞中具有纳米尺度的环状电流分布.之前的理论提出在转角双层石墨烯体系中观测到的关联绝缘态的本质就是一种净磁矩为零的摩尔轨道反铁磁态.当体系的C_(2z)对称性被氮化硼衬底破坏时,转角石墨烯中的谷极化基态则变成了一种摩尔轨道铁磁态,它不仅具有(量子)反常霍尔效应,也具有新奇的磁光效应和非线性光学响应.
关键词	转角石墨烯能带拓扑轨道磁性
收录类别	SCI ; EI ; CSCD ; 北大核心
语种	中文
WOS研究方向	Physics (provided by Clarivate Analytics)
CSCD记录号	CSCD:6778167
原始文献类型	Article
文献类型	期刊论文
条目标识符	https://kms.shanghaitech.edu.cn/handle/2MSLDSTB/124470
专题	物质科学与技术学院物质科学与技术学院_PI研究组_刘健鹏组
通讯作者	刘健鹏; 戴希
作者单位	1.刘健鹏, 上海科技大学物质科学与技术学院 2.香港科技大学物理系
第一作者单位	物质科学与技术学院
通讯作者单位	物质科学与技术学院
第一作者的第一单位	物质科学与技术学院
推荐引用方式 GB/T 7714	刘健鹏,戴希. 转角石墨烯体系的拓扑特性和轨道磁性[J]. ACTA PHYSICA SINICA,2020,69(14).
APA	刘健鹏,&戴希.(2020).转角石墨烯体系的拓扑特性和轨道磁性.ACTA PHYSICA SINICA,69(14).
MLA	刘健鹏,et al."转角石墨烯体系的拓扑特性和轨道磁性".ACTA PHYSICA SINICA 69.14(2020).