【复材信息】歪曲三层石墨烯，Nature Materials！
电子向列性描述了库仑的驱动现象，与底层晶格相比，表面旋转对称下降。例如，当费米面发生四重畸变以节省库仑能时，就会出现各种正交。这种库仑驱动现象在一系列密切相关的二维系统中被广泛观察到，如酸钒、铜酸盐材料和两层和三层石墨烯扭曲的魔角。识别和表征自发对称缺陷是我们理解强相关二维材料的关键。
布朗大学J.I.A.Li等人利用运输非互易性的视角识别测量，探讨了三层石墨烯中扭曲的自发对称性缺陷。本工作可以通过分析纵向和横向通道中非互易性的视角依赖关系来确定与基本电子序相关的对称轴。
报告称，在热循环和大电流偏置下，可诱导镜轴内滞后旋转，支持旋转对称自发破坏。另外，随着温度的降低，非互易性的开始与轨道铁磁性的出现相符。本工作的发现结合了超导二极管效应的角度依赖，揭示了旋转与时间反演对称破缺之间的直接联系。在动量空间中，这些对称要求交换驱动的不稳定性，作为扭曲三层石墨烯运输非互易性的可能源。
以“相关研究成果”Angle-resolved transport non-reciprocity and spontaneous symmetry breaking in twisted trilayer graphene"问题发表于《Nature Materials》。
/ 图文导读 /
图1. 对称分析视角识别输运响应
正交有两个正交镜像轴(图1a)。因此，可以维持与双面旋转相关的对称C2。进一步提高C2对称性，有望解决除正交以外的丰富物理结构的新维度。
除了各种正交外，C2对称破缺电子序的性质与非线性和非互易运输响应密切相关。由于C2对称破缺，电子序列既可有一个镜像轴，也可有三个镜像轴(图1b)-c)。可以实现单镜轴电子态(图1b)η∥和η⊥之间2 π的角周期和π相移(图1e)/2。沿着相同的脉络，一个有三个镜像轴状态(图1c)可以通过一个周期为2。 π/3角震动识别，同时伴随着角震动，η∥和η⊥之间π/6相移(图1f)。
本研究了三层石墨烯对称歪曲镜像。(tTLG)中国输送非互易性的视角依赖为莫尔平带自发对称破坏的本质提供了新的线索。为了测量视角区分的输送，本工作将tTLG样品的形状转化为向日葵几何结构(图1g)。向日葵几何结构允许这项工作在0中使用不同的触摸对作为源泄漏极
通过电流-电压(I-V)特征(图2a)证明了运输非互易性的存在，其中大电流下的电压响应偏移线性重量(黑色斜线)。脱线性重量提取的非互易性表现为二次电流依赖。
如果存在频率为ω当交流电偏置时，非互易响应与sin2相比。(ωt)，与 sin(2ωt)有相同的频率调制。所以，η可方便地进行A测试。.c.二次谐波频率2 ω处的幅值。
图2e，g绘制了图2d，f 极坐标图(左)中数据的最佳视角拟合，是一重(中)和三重(右)分量的线性组合。图片中的绿色和蓝色实线标有纵向和横向通道相位。一个重量的相位偏移在两个通道之间。π三重重量的相位偏移是/2，π/6。在最佳拟合参数周围，RRMSE显示出尖锐的极小值，表明V1、V3和V3。β这是唯一的确定。对图2所示的视角依赖，最佳拟合RRMSE在0.05左右。
图3. 莫尔平带和密度所依赖的非互易性
下一步，本工作将对TTLG的线性运输响应进行调查。TTLG样品显示了莫尔平坦带的一系列特征信号，如图3a、b所示。比如，在νtTLG-2， 1， 2和 3周围观察到R∥其中的电阻峰(图3a)与霍尔密度nHall中的重置(图3b)一致。这与之前在魔角扭曲的两层和三层石墨烯中看到的一致。整数带周围增加了谷物和自旋简，并自发消除，导致费米面重建的等级连接。
TTLG使用WSe2晶体，如图3a所示。通过对比另一个没有WSe2晶体的TTLG样品，本工作讨论了邻近效应的影响。两种样品中，费米面重构，由电阻峰和霍尔密度重置确认，发生在同样的能带上。总的来说，这些观察表明，同位旋简并性提高的本质不受邻近效应的影响。但是，只有在具有相邻效应的TTLG样品中才能观察到轨道铁磁序。与之前在魔角歪曲双层石墨烯中看到的相邻引导异常霍尔效应是一致的。
除了费米面重构序列之外，视角分辨的非互易性测量也揭示了一种新的级联现象。镜轴的方向由图形中的绿色实心线标记，由方程的最佳视角决定。基于非互易视角依赖(图3d)，底部电子序列有一个单镜像轴，这表明三重转动对称C3被破坏。镜轴随着莫尔条纹的增加而旋转的事实表明，C3断裂不能仅仅通过异质应变的影响来解释。另外，本工作还表明，通过对样品进行热循环或施加较大的电流偏置，可在镜像轴内产生滞后旋转。
图4. 非交互性、轨道铁磁性和超导电性
考虑到镜轴回滞旋转和莫尔带填充的演变，Berry曲率偶极子或斜透射可能无法解释非互易性的视角依赖。因此，本工作研究了谷极化和轨道铁磁性的潜在功能。在tTLG样品中，观察轨道铁磁序列，并在电子夹杂带的整数周围添加。
图4a，b为ν=0.89处测得的输运响应随磁场B和d.c.电流偏置Id.c.改变曲线。当B和Id.c.来回扫描时，R图中的R∥(顶)和R⊥(底部)观察到滞后的变化。这与其他多层石墨烯异质结构中看到的异常霍尔效应非常吻合。
霍尔电阻中的金属样品产生了与B相关的背景，这使得观察磁滞回线具有挑战性。然而，由于霍尔电阻背景不受电流偏差的影响，R诱导的磁滞∥和R⊥中间可以清楚地检测到。随着温度(图4c)的降低，磁滞和电流诱导的磁滞发生了一个快速的起点，这就定义了轨道铁磁序的出现。
原文：https://www.nature.com/articles/s41563-024-01809-z
免责声明:中国复合材料协会微信微信官方账号发布的文章仅用于复合材料理论知识和市场信息的交流与分享，不用于任何商业目的。如果任何个人或组织对文章版权或其内容的真实性和准确性有疑问，请尽快联系我们。我们会及时处理。
继续滚动阅读下一个轻触阅读原文。
学会向上滑动中国复合材料，看下一个。
题目：《复材信息》歪曲了三层石墨烯，Nature Materials！》
本文仅代表作者观点，版权归原创者所有，如需转载请在文中注明来源及作者名字。
免责声明：本文系转载编辑文章，仅作分享之用。如分享内容、图片侵犯到您的版权或非授权发布，请及时与我们联系进行审核处理或删除，您可以发送材料至邮箱：service@tojoy.com