菱方石墨烯

在此研究中，作者使用扫描探针显微镜和光谱来探测三层和四层菱方石墨烯中的本征电子态。研究发现在四层菱方石墨烯中电荷中性点处能隙高达19 meV的关联绝缘态，这在三层菱方石墨烯和伯纳尔堆叠四层中是不存在的。通过施加垂直磁场或掺杂载流子密度来抑制该能隙，并且不会表现出谷间相干模式。将这一现象归因于对称性破缺层反铁磁态，其特征是最外层的亚铁磁序与它们之间的反铁磁耦合。

菱方石墨烯这种ABC堆垛方式的石墨结构里，大家发现不同堆垛层数会直接影响材料的性质，特别是对实现拓扑保护的电子态和超导的形成至关重要。在尝试了各种层数的菱方石墨烯之后，来自美国麻省理工学院的研究人员终于发现四层和五层石墨烯可以存在稳定的手性超导现象，其最高转变温度达到了300 mK，也就是0.3 K。

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。

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。

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。