今日前沿 | 石墨烯-非易失调控电子相，Nature Nanotechnology

二维材料的层间堆叠方式，显著改变着关联电子物态和拓扑性质。例如在石墨烯体系中，亚稳态菱方堆叠结构具有关联电子相与拓扑电子相，而常规伯纳尔Bernal堆叠结构不存在这类特征物相。

近日，康奈尔大学Kenji Yasuda团队在Nature Nanotechnology上发文，通过栅压驱动四层石墨烯，在伯纳尔堆叠与菱方堆叠之间层间的滑移型一级结构相变，调控了样品的磁性物相。

在小转角双层-双层石墨烯样品中，通过输运测试，在宽广的栅压相图区间内，实验检测到在伯纳尔主导态与菱方-伯纳尔混合态之间双稳态相互转变。该结构相变，实现了非易失性切换，使体系在非磁性相与铁磁相之间转换。借助低温电输运表征对铁磁相进行研究，实验观测到反常霍尔效应。在反向位移场下，反常霍尔信号发生符号反转，这表明霍尔信号来源于伯纳尔畴区与菱方畴区之间的畴界。

实验证明，利用栅压诱导二维材料的滑移相变，可以按需实现复杂电子物相的开关调控；同时揭示了堆叠畴界对体系宏观响应的影响机制。

图1 菱面体与伯纳尔四层石墨烯之间掺杂诱导的滑移相变。

图2 切换边界的确定。

图3 相图。

图4 反常霍尔效应的非易失性调控。

文献链接

Brandon, D., Tan, T., Ai, Y. et al. Gate-induced layer sliding drives non-volatile switching of magnetism in tetralayer graphene. Nat. Nanotechnol. (2026). https://doi.org/10.1038/s41565-026-02306-x

本文译自Nature。