Electrically tunable charge and spin transitions in Landau levels of interacting Dirac fermions in trilayer graphene
分数量子霍尔效应机制中的三层石墨烯显示出一组独特的相互作用诱导的跃迁，其可以完全由所施加的偏置电压来调谐。这些转变发生在两个朗道能级的反交叉点附近。在大磁场（$> 8$ T）下，电子-电子相互作用使反交叉能隙闭合，导致不同朗道能级之间出现一些不寻常的跃迁。对于填充因子$ν=\frac23$，这些转变伴随着基态的自旋极化的变化。对于较小的塞曼能量，这提供了通过微调偏置电压来控制基态自旋极化的独特机会。
2011-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable Excitons in Rhombohedral Trilayer Graphene
三层石墨烯由于其依赖于堆叠的磁电和光电特性以及相对于单层和双层变体更强大的铁磁性而受到越来越多的关注。此外，菱形堆叠的三层石墨烯呈现出经由垂直于层的外部电场或经由施加外部应变容易地打开间隙的可能性。本文研究了外加电场打开菱形三层石墨烯带隙的方法，并研究了该体系的激子光学响应。这是通过一个紧密结合的模型与贝特-萨尔彼得方程的组合，解决半解析，只需要一个简单的数值求积。然后，我们讨论了谷-依赖的光学选择规则，其次是计算的激子的线性光学电导率的情况下，菱面体石墨烯三层封装在六方氮化硼。激子共振的可调谐性，通过一个外部的字段也进行了讨论，随着字段的增加，随着激子状态的本地化增加。
2022-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable spin pumping in exchange coupled magnetic trilayers
磁性薄膜在铁磁共振（FMR）下会泄漏角动量，该角动量可能被相邻层吸收。这种现象被称为自旋泵浦，表现为共振线宽（$ΔH$）的增加以及密切相关的吉尔伯特阻尼。这种自旋电流转移的另一个效应是动态和长程耦合，当它们的FMR频率一致时，它可以驱动两个磁性层进入集体进动。在具有层间交换耦合（IEC）的磁性三层膜中也发现了集体行为。在这项研究中，我们调查IEC和自旋泵之间的相互作用，使用Co/Cu/Py赝自旋值。我们采用宽带铁磁共振光谱，探讨频率和耦合强度依赖的$ΔH$。我们的观测结果表明，存在一个截止频率，设置的IEC强度，低于该岁差是真正的集体和自旋泵被抑制。这些结果表明，可以通过改变频率或层间交换耦合来控制自旋泵浦效率。
2017-09-07 cond-mat.mes-hall
Unconventional Quantum Hall Effect and Tunable Spin Hall Effect in MoS2 Trilayers
分析了三层MoS 2薄膜的朗道能级结构和自旋霍尔效应。由于轨道的不对称性，低能狄拉克费米子的质量变得很大，LL的能量与$B$成线性增长，而不是与$\sqrt{B}$成线性增长。自旋轨道耦合打破自旋和谷简并LL的两个时间反演不变的群体，与LL交叉效应存在于价带。我们发现了一个依赖于场的非常规霍尔平台序列$ν=...$ $-2M-6$，$-2M-4$，$-2M-2$，$-2M-1$，.，-5，-3，-1，0，2，4 ...在p-n结中，自旋分辨分数量子化电导出现在两端测量中，具有可在界面处探测的可控自旋极化电流。我们还展示了零场自旋霍尔电导率的可调谐性。
2012-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically Tunable Two-Component Exciton Condensate in a Coulomb-Coupled Graphene Trilayer
University of Michigan（密歇根大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）；Purdue University（普渡大学）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）
本研究通过静电栅极调控三层石墨烯载流子密度，结合实验与理论证实了具有可连续调控内部结构的双组分激子凝聚体的存在。
2026-08-31 cond-mat.mes-hall
Electric field tunable edge transport in Bernal stacked trilayer graphene
本研究通过实验与理论结合，证实Bernal堆叠三层石墨烯在足够位移场下存在边缘介导的电荷输运，揭示了非局域电阻的标度规律与温度、沟道长度的依赖关系。
2024-02-01 cond-mat.mes-hall
Quantum criticality and tunable Griffiths phase in superconducting twisted trilayer graphene
Rutgers the State University of New Jersey（新泽西州立罗格斯大学）；Center for Materials Theory, Rutgers University（罗格斯大学材料理论中心）；National Institute for Materials Science（国立物质材料研究所）；Flatiron Institute（平 insted 研究所）
研究首次在扭曲三重层石墨烯中观测到由磁场调制的超导绝缘体转变，并揭示了量子Griffiths相的调控机制。
2026-01-23 cond-mat.mes-hall
Observation of an electrically tunable band gap in trilayer graphene
双层石墨烯的显著特征是通过施加垂直电场在电子态中诱导显著的带隙。较厚的石墨烯层也是非常有吸引力的材料。在这些系统中产生带隙的能力具有很大的基本和实际意义。然而，具有典型ABA层堆叠的石墨烯三层的实验和理论研究都揭示了缺乏任何明显的诱导间隙。在这里，我们将这种行为与具有ABC晶体学堆叠的石墨烯三层所表现出的行为进行对比。该结构的对称性类似于AB堆叠的石墨烯双层的对称性，并且如红外电导率测量所示，允许通过施加的电场形成大的带隙。我们的研究结果表明，关键的和迄今为止被忽视的作用，在几层石墨烯的带隙的诱导晶体堆叠顺序。
2011-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Twisted Trilayer Graphene: a Precisely Tunable Platform for Correlated Electrons
我们引入扭曲的三层石墨烯（tTLG）作为一个理想的系统，具有两个独立的扭曲角的电子层间耦合的精确调谐，以最大限度地提高相关行为的效果。如通过相关的扭曲双层石墨烯系统中的实验和理论所建立的，状态密度中的范霍夫奇点（VHS）可以用作相关行为的趋势的代理。为了探索扭曲角相空间中VHS的演化，我们提出了一个通用的低能电子结构模型的任意对扭曲角。我们表明，该模型的基础具有无限的尺寸，即使在一个有限的能量截止，并没有布里渊区存在，即使在连续极限。使用这个模型，我们证明了tTLG系统表现出很宽的幻角范围内的VHS合并和状态密度有一个尖锐的峰值在电荷中性点通过两个不同的机制：扭曲的双层石墨烯的平带的无公度扰动或两个双层莫尔超晶格之间的相等杂化。
2020-10-08 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit torques and tunable Dzyaloshinskii-Moriya interaction in Co/Cu/Co trilayers
基于第一性原理密度泛函理论计算，研究了Co/Cu/Co磁性三层薄膜中的自旋轨道矩（SOT），其中外加电场位于面内，即与接口平行。我们假设底部Co层具有固定的面内磁化，而顶部Co层可以被切换。我们发现，由于该系统中SOT的非局域性，顶部铁磁体上的SOT可以被底部铁磁体控制。因此，SOT是各向异性的，即，其大小随所施加的电场的方向而变化。我们表明，在顶层的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（π）也是各向异性的，即，顶层中的自旋螺旋的自旋螺旋波长取决于它们的面内传播方向。这种效应表明，在磁性三层中，通过底层的磁化方向可以很容易地调节磁电阻。为了了解底部铁磁体对SOT的影响和顶部铁磁体的磁化率，我们研究了Co/Cu磁性双层膜中的这些效应以进行比较。我们发现的SOTs和的cnc是令人惊讶的大，尽管小的自旋轨道相互作用的铜。
2018-05-14 cond-mat.mes-hall
Gate and Carriers tunable Valley Imbalance in Topological Proximitized Rhombohedral Trilayer Graphene
Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育与研究学院加尔各答分校）
本研究探究拓扑近邻与电场下菱方三层石墨烯的谷失衡现象，发现合适条件下可出现陈数为3的谷分辨金属态，费米面拓扑及载流子类型可调，为超导实现提供潜在途径。
2025-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tunable van Hove Singularities and Correlated States in Twisted Trilayer Graphene
关联态的理解和调谐对现代凝聚态物理具有重要意义。最近在魔角扭曲双层石墨烯（tBLG）中发现的非常规超导性和Mott类绝缘态为研究相关现象提供了一个独特的平台，其中库仑能作为杂化平带的结果超过淬灭动能。将该方法扩展到扭曲多层石墨烯的情况将允许对能带结构的甚至更高的控制，因为系统的对称性降低。在这里，我们研究了扭曲的三层石墨烯（tTLG，单层石墨烯异质结构顶部的双层）中的电子输运性质。我们观察到范霍夫奇点的形成，这是高度可调的扭曲角和位移场，并可以在最佳条件下，包括超导状态下引起强关联效应。我们提供了基本的理论解释所观察到的电子结构。
2020-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electrical band flattening, valley flux, and superconductivity in twisted trilayer graphene
扭曲的石墨烯多层膜已经被证明可以产生一个多功能的操场来设计可控的电子状态。在这里，通过结合第一性原理计算和低能量模型，我们证明了扭曲的石墨烯三层提供了一个可调的系统，其中范霍夫奇点可以电控制。特别是，它示出，除了带平坦化，体谷电流出现，这可以通过本地化学掺杂剂淬火。最后，我们表明，在电子相互作用的存在下，出现了非均匀的超流密度，其非均匀性引起的光谱特征，在分散的更高的能量带。我们的研究结果提出了扭曲的三层作为一个可调的范德华异质结显示电控平带和批量谷电流。
2020-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Stacking and gate tunable topological flat bands, gaps and anisotropic strip patterns in twisted trilayer graphene
具有扭曲中间层的三层石墨烯最近作为一种新的平台出现，在其魔角附近表现出相关相和超导性。其电子结构在扭转角$θ$、层间电势差$Δ$和顶-底层堆叠$τ$的参数空间中的详细表征揭示，对于$θ\simeq1.5^{\circ}$顶-底层堆叠，在$τ_{\rm AB}$堆叠的较宽的$1^{\circ} \sim 1.7^{\circ}$范围之间，由于在存在有限$Δ$的情况下初级和次级带隙的打开，其频带通常具有有限的谷陈数，并且对于所考虑的所有$τ$，其谷陈数低于$θ\lesssim 0.6^{\circ}$。最大的$U/W$比预计在魔角$\sim 1.5^{\circ}$时，$|Δ| \sim 0$ ~meV的AA，并略低于附近的$\sim 1.4^{\circ}$有限$|Δ| \sim 25$ ~meV的AB堆叠，和附近的$θ\sim 0.4^{\circ}$的两个堆叠。当$τ$是AB和BA之间的鞍点堆叠矢量时，我们观察到明显的各向异性局域态密度（LDOS）条带图案，具有破缺的三角旋转对称性。我们提出的光学电导率的计算，反映了电子结构的变化所引入的堆叠和门可调系统参数。
2021-04-04 cond-mat.mes-hall
Gate-Tunable Superconducting Spin Valve in a van der Waals Ferromagnet/Superconductor/Ferromagnet Trilayer
Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；National Research University Higher School of Economics（国立高等经济大学）
理论证明在范德华铁磁/超导/铁磁三层结构中，通过静电门控调节铁磁层化学势，可实现标准、逆和三重态（非单调）超导自旋阀效应的连续调谐，并揭示门控导致非常规超导序参量温度依赖及超导自旋电子学多功能平台。
2026-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electric field tunable unconventional superconductivity in alternating twist magic-angle trilayer graphene
我们构建了一个范德华异质结构，由三个石墨烯层堆叠交替扭转角$\pmθ$。在平均扭转角$θ\sim 1.56^{\circ}$处，理论上预测的形成平坦电子带的魔角、窄导带和价莫尔带与线性分散的狄拉克带一起出现。在半填充的莫尔价带中掺杂空穴或半填充的莫尔导带中掺杂电子时，出现位移场可调的超导性，在最佳掺杂和位移场下达到2.1 K的最大临界温度。通过调整掺杂水平和位移场，我们发现超导制度发生在结合味偏振的莫尔带的范霍夫奇点（vHS）在高位移场的边界。这一实验观察被发现与弱耦合描述不一致，表明所观察到的莫尔超导性具有非常规性质。
2020-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electrical control of orbital and vibrational interlayer coupling in bi- and trilayer 2H-MoS$_2$
控制层状范德华材料中的层间电子耦合是设计光电器件的关键。在这里，我们控制振动和电子层间耦合的双层和三层2 H-MoS $_2$使用大的外部电场中的微电容器设备。电场解除拉曼选择规则，并激活声子模式与从头计算非常一致。通过偏振分辨光致发光光谱在同一设备中，我们观察到一个强烈的可调谷二向色性与最大圆偏振度的$\sim 60\%$在双层和$\sim 35\%$在三层的MoS $_2$是完全符合速率方程模型，其中包括输入电子能带结构计算。我们确定了高度离域的电子波函数层之间的高对称性$Q$点的起源的可调圆二色性。我们的研究结果表明，电场可调层间耦合的可能性，控制紧急自旋谷物理和杂化驱动的vdW材料及其异质结构的影响。
2021-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dislocation induced energy dissipation in a tunable trilayer graphene resonator
在晶体材料中，位错的产生和调制通常与塑性形变和能量耗散有关。在这里，我们报告的能量耗散的三层石墨烯带谐振器的研究。带的振动对石墨烯带产生循环机械负载，在此期间机械能作为热耗散。测量石墨烯谐振器的品质因数提供了评估能量耗散的方式。石墨烯带与硅微致动器集成在一起，使其面内张力得到微调。当我们逐渐增加张力时，我们观察到，除了众所周知的共振频率增加之外，能量耗散也有很大的变化。我们提出，占主导地位的能量耗散机制转移到三个区域。在较小的张力下，石墨烯处于弹性区，主要的能量耗散是通过石墨烯边缘折叠;随着张力的增加，位错开始在样品中发展，逐渐主导能量耗散;最后，在足够大的张力下，石墨烯层变得解耦，开始滑动并引起摩擦，这导致更严重的能量耗散。通过分子动力学计算模拟了位错的产生和调制过程，提出了计算能量损失的方法，并与实验结果进行了比较。
2021-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically Tunable Interband Collective Excitations in Biased Bilayer and Trilayer Graphene
研究预测偏置双层与三层石墨烯中存在源于带间激子响应、可电调控的石墨烯-激子-极化激元，其遵循普适色散且限制因子可超过石墨烯等离激元。
2025-02-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Gate-tunable spin Hall effect in trilayer graphene/group-IV monochalcogenide van der Waals heterostructures
本研究针对石墨烯自旋-轨道耦合弱、难以实现自旋操控的问题，探究了三层石墨烯与IV族单硫族化物SnS构成的范德华异质结的栅极可调自旋霍尔效应，发现自旋霍尔角在电荷中性点附近达最大值，拓展了自旋电子学材料体系。
2024-12-13 cond-mat.mes-hall
Tunable topological narrow bands in twisted bilayer-trilayer graphene
Key Laboratory of Artificial Micro- and Nano-structures of Ministry of Education and School of Physics and Technology, Wuhan University（教育部人工微纳结构重点实验室和武汉大学物理科学与技术学院）；IMDEA Nanoscience（IMDEA纳米科学研究所）；School of Artificial Intelligence, Wuhan University（武汉大学人工智能学院）；Wuhan Institute of Quantum Technology（武汉量子技术研究院）
本研究通过紧束缚和连续介质模型，系统研究了扭转双层-三层石墨烯四种堆叠构型中的平带拓扑性质，发现电场可有效调控窄带的陈数及拓扑相变，为设计可调拓扑窄带提供了理论指导。
2026-09-09 cond-mat.mes-hall
Evidence of Gate-Tunable Mott Insulator in Trilayer Graphene-Boron Nitride Moiré Superlattice
莫特绝缘体在强关联物理学中起着核心作用，其中排斥库仑相互作用支配电子动能，并导致绝缘状态，其中一个电子占据每个晶胞。掺杂的莫特绝缘体通常用Hubbard模型3来描述，它可以引起其他相关的现象，如异常的磁性，甚至高温超导性。一种可调的莫特绝缘体，其中库仑相互作用和动能之间的竞争可以在原位改变，可以为莫特物理的研究提供一个宝贵的模型系统。在这里，我们报告了这种可调莫特绝缘体的ABC三层石墨烯（TLG）和六方氮化硼（hBN）异质结构与莫尔超晶格的实现。与单层石墨烯中的无质量狄拉克电子不同，原始ABC TLG中的电子具有四次能量色散和大有效质量的特征，这有利于强相关现象。TLG/hBN异质结构中的莫尔超晶格导致栅极可调谐的窄电子能带。由于石墨烯的自旋和谷简并性，每个填充的迷你带在一个莫尔晶格位点中包含4个电子。莫特绝缘体态出现在1/4和1/2填充处，分别对应于每个位置一个电子和两个电子。此外，ABC TLG/hBN异质结构中的Mott态表现出前所未有的可调谐性：Mott带隙可以通过垂直电场原位调制，同时，电子掺杂可以被栅极调谐以填充从一个Mott绝缘态到另一个Mott绝缘态的能带。我们对可调莫特绝缘体的观察为探索二维莫尔超晶格异质结构中的新型强关联现象提供了令人兴奋的机会。
2019-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable Phase Boundaries and Ultra-Strong Coupling Superconductivity in Mirror Symmetric Magic-Angle Trilayer Graphene
莫尔超晶格最近成为一个新的平台，在那里可以研究相关物理和超导性，具有前所未有的可调性。虽然在其他几个莫尔系统中观察到了相关效应，但魔角扭曲双层石墨烯（MATBG）仍然是唯一一个可重复测量强大超导性的系统。在这里，我们实现了一种新的莫尔超导体，镜像对称魔角扭曲三层石墨烯（MATTG），具有显着丰富的电子结构和超导性能的可调谐性。作为密度和电场的函数的霍尔效应和量子振荡测量使我们能够确定系统在正常状态下的可调相边界。零磁场电阻率的测量结果表明，超导性的存在与每个莫尔晶胞中两个载流子产生的对称性破缺相密切相关。引人注目的是，我们发现超导相得到抑制和束缚在范霍夫奇点（vHs）部分周围的对称性破缺相，这是很难调和的弱耦合BCS理论。此外，我们的系统的广泛的原位可调谐性使我们能够实现超强耦合制度，其特征在于由金斯堡朗道相干长度达到平均粒子间距离和非常大的$T_\mathrm{BKT}/T_{F}$比超过0.1，其中$T_\mathrm{BKT}$和$T_F$是Berezinskiii-Kosterlitz-无相变和费米温度，分别。这些观察结果表明，MATTG可以电调谐接近二维BCS-BEC交叉。我们的研究结果建立了新一代的可调谐莫尔超导体，有可能彻底改变我们的基本理解和强耦合超导的应用。
2020-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Moiré amplification of highly tunable shift current response in twisted trilayer graphene
CNRS/Aix-Marseille Université（法国国家科学研究中心/艾克斯-马赛大学）
研究通过调节扭曲角和层堆叠，揭示了扭曲三重层石墨烯中位移电流电导率的增强机制及潜在光伏应用。
2025-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable interplay between light and heavy electrons in twisted trilayer graphene
本文通过局域压缩率测量研究了魔角扭转三层石墨烯中轻重电子随掺杂和磁场变化的相互作用，发现平带打开能隙时费米能级仍存在轻狄拉克电子，并揭示了由两个子体系竞争占据驱动的新型相变序列。
2024-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable even- and odd-denominator fractional quantum Hall states in trilayer graphene
本研究通过磁输运测量在Bernal堆叠三层石墨烯中观测到多个偶分母和奇分母分数量子霍尔态，并通过调控朗道能级混合实现相变，为探索非阿贝尔准粒子提供了可控平台。
2023-12-28 cond-mat.mes-hall
Incipient superconductivity and tunable Chern insulators in twisted bilayer-trilayer graphene
Department of Physics, University of Washington（华盛顿大学物理系）；Department of Materials Science and Engineering, University of Washington（华盛顿大学材料科学与工程系）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science（物质材料研究机构电子与光学材料研究中心）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（物质材料研究机构的材料纳米结构研究中心）
扭曲Bernal双层-三层石墨烯中实现起始超导与可调Chern绝缘体，通过位移场调控，超导口袋在绝缘边界附近形成，且拓扑可调。
2026-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum transport in double-gated graphene devices
双栅石墨烯器件为理解石墨烯的电学和光学性质提供了重要的平台。在这里，我们提出了单层，双层和三层石墨烯器件与悬浮顶栅的输运测量。在零磁场中，我们观察到pnp结的形成与可调的极性和电荷密度，以及一个可调的带隙在双层石墨烯和一个可调的带重叠在三层石墨烯。在强磁场中，器件的电导被量子化为电导量子的整数和分数值，并且数据与基于pn界面边缘态平衡的模型吻合得很好。
2012-07-24 cond-mat.mes-hall
Tunable Correlated Chern Insulator and Ferromagnetism in Trilayer Graphene/Boron Nitride Moiré Superlattice
对强磁场中二维电子系统的研究首次揭示了量子霍尔（QH）效应，这是一种具有有限陈数（C）和手征边缘态的物质拓扑状态。后来，Halfman提出理论，即使在零磁场下，具有整数QH效应的Chern绝缘体也可以出现在具有复杂跳跃参数的晶格模型中。ABC-三层石墨烯/六方氮化硼（TLG/hBN）莫尔超晶格提供了一个有吸引力的平台，以探索陈氏绝缘体，因为它具有几乎平坦的莫尔能带与谷依赖的电可调陈氏数。在这里，我们报告的相关陈绝缘体的TLG/hBN云纹超晶格的实验观察。我们发现，扭转所施加的垂直电场的方向开关TLG/hBN的莫尔波的微带之间的零和有限的陈数，揭示了在磁输运行为的巨大变化。对于调谐为具有有限陈氏数的拓扑孔迷你带，我们专注于1/4填充，对应于每个莫尔晶胞一个孔。当|B| > 0.4 T时，霍尔电阻在h/2 e ~ 2（即C = 2）处被很好地量化。相关的陈氏绝缘体是铁磁性的，表现出显着的磁滞和一个大的异常霍尔信号在零磁场。我们在零磁场下发现C = 2的陈氏绝缘体，这将为在近乎平坦且拓扑非平凡的莫尔迷你带中发现新的相关拓扑态（可能具有新的拓扑激发）提供令人兴奋的机会。
2019-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable Band Inversion in Trilayer Graphene
该研究在 Bernal 堆叠三层石墨烯中利用位移场和量子振荡观测到 Berry 相位与有效质量的可逆演化，实现有质量—无质量—有质量的可调拓扑相变。
2025-06-10 cond-mat.mes-hall
Tunable ferromagnetic resonance in coupled trilayers with crossed in-plane and perpendicular magnetic anisotropies
研究了一种通过非磁性Al隔离层与具有垂直磁各向异性（PMA）的硬磁NdCo $_\text{x}$薄膜的可控耦合来调谐具有面内磁各向异性（IMA）的软磁Ni $_{80}$ Fe $_{20}$（Permalloy = Py）薄膜的铁磁共振频率的新方法。利用横向磁光克尔效应（TMOKE）、交变梯度磁场（AGM）和矢量网络分析仪铁磁共振（VNA-FMR）谱，研究了Co浓度和Al间隔层厚度对IMA/PMA耦合系统静态和动态磁特性的影响。与单一Py膜相比，IMA和PMA层之间的耦合在它们的FMR谱中可以观察到两个显著的效应。首先，零场谐振频率从1.3 GHz显著增加到6.6 GHz，其次，在沿难磁化轴施加的低磁场下发生附加的频率滞后。用于增加和减小磁场的频率分支之间的最大频率差高达1GHz，对应于在通常小于$\pm$ 70 mT的外部场处约20%的可调谐性。FMR谱中观察到的功能的起源进行了讨论，通过磁化反转曲线。
2019-04-30 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Signatures of Gate-Tunable Superconductivity in Trilayer Graphene/Boron Nitride Moiré Superlattice
高温超导机制的理解是凝聚态物理的核心问题。通常推测，高Tc超导性产生于由哈伯德模型描述的掺杂的莫特绝缘体。然而，由于强的电子-电子关联，哈伯德模型的精确解是极其具有挑战性的。因此，实验研究一个模型Hubbard系统，其中非常规超导性可以通过改变Hubbard参数来连续调节是非常必要的。在这里，我们报告了ABC-三层石墨烯（TLG）/氮化硼（hBN）莫尔超晶格的可调超导性的签名。与“魔角”扭曲双层石墨烯不同，理论计算表明，在垂直位移场下，ABC-TLG/hBN异质结构具有与三角形超晶格上的哈伯德模型相关的孤立平坦价带。在施加这样的位移场时，我们发现实验上ABC-TLG/hBN超晶格在1/4和1/2填充时显示低于20开尔文的Mott绝缘态，分别对应于每个晶胞1个和2个空穴。进一步冷却后，超导圆顶的签名出现低于1开尔文的电子和空穴掺杂侧的1/4填充莫特状态。TLG/hBN超晶格中的电子行为敏感地依赖于电子-电子相互作用和能带带宽之间的相互作用，能带带宽可以通过位移场D连续调节。通过简单地改变D场，我们证明了从候选超导体到莫特绝缘体和金属相的转变。我们的研究表明，TLG/hBN异质结构提供了一个有吸引力的模型系统，探索丰富的相关行为出现在可调三角形哈伯德模型。
2019-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
2D MoS2-Graphene-based multilayer van der Waals heterostructures: Enhanced charge transfer and optical absorption, and electric-field tunable Dirac point and band gap
多层范德华异质结构是由不同原子层组装而成的，具有广泛的吸引人的现象和新颖的应用。理解层间耦合及其相关效应对于设计具有理想物理性能的新型vdWs异质结构至关重要。基于最新的混合密度泛函理论，对二维MoS 2-石墨烯（GR）异质结构进行了详细的理论研究，发现对于二维少层异质结构，相邻层之间的vdWs力依赖于层数.与双层结构相比，三层vdW异质结构中的层间耦合可以通过堆叠第三层得到显著增强，这是由短的层间距离和更多的界面电荷转移直接支持的。该三层膜在宽范围（<700 nm）内显示出强的光吸收，使其非常有潜力用于太阳能收集和转换。此外，GR的Dirac点以及各层和三层的带隙都可以通过外加电场来调节，证实了多层vdWs异质结构具有实验所发现的独特的光电性能。这些结果表明，调整vdWs相互作用，作为一个新的设计参数，将是一个有效的策略，设计特定的二维多层vdWs异质结构，以满足各种应用的需求。
2016-11-08 cond-mat.mes-hall
Local atomic stacking and symmetry in twisted graphene trilayers
本文利用干涉式4D-STEM成像多种扭转石墨烯三层结构，揭示了不同于既往认识的莫尔晶格弛豫行为及其对原子堆叠对称性与关联相的调控作用。
2024-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Heavy fermion phase diagram in magic-angle twisted trilayer graphene
Westlake University（西湖大学）；Westlake Institute for Advanced Study（西湖高等研究院）；Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；IMDEA Nanociencia（IMDEA纳米科学中心）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
通过位移场调控Kondo杂化，在魔角扭曲三层石墨烯中实现了电可调的重费米子相图，揭示了从反铁磁半金属到顺磁重费米子金属的连续量子相变，并在量子临界点观察到有效质量发散和费米面重构。
2026-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Temperature dependent study of the spin dynamics of coupled Y$_3$Fe$_5$O$_{12}$/Gd$_3$Fe$_5$O$_{12}$/Pt trilayers
在本研究中，我们借由铁磁共振及反自旋霍尔效应所侦测到的抽运自旋电流，来研究Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$（YIG）/ Gd $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$（GdIG）/ Pt三层系统的动态响应。这三层系统提供了独特的机会，调查的亚铁磁GdIG的自旋动力学，接近其补偿温度。我们表明，我们的三层作为一个高度可调的自旋电源。我们的实验结果得到了微磁模拟的支持。由于在顶部Pt层中检测到的自旋电流明显由GdIG层主导，这提供了独特的机会来研究GdIG的激发和动态特性，同时将其与异质结构的宽带FMR吸收光谱进行比较。
2023-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Displacement-field-tunable superconductivity in an inversion-symmetric twisted van der Waals heterostructure
本研究针对反演对称扭曲三层石墨烯，结合上下过渡金属二硫化物层诱导的自旋轨道耦合与位移场调控，通过对称性分析、数值计算与解析研究，揭示了二者对不同母态下超导序参量演化的影响，深化了对该体系超导序的认知。
2023-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quick Identification of ABC Trilayer Graphene at Nanoscale Resolution via a Near-field Optical Route
ABC堆叠的三层石墨烯由于其相对平坦的能带和栅极可调的带隙而表现出各种相关现象。然而，仍然缺乏方便的方法来识别具有纳米级分辨率的ABC石墨烯。在这里，我们证明了在环境条件下工作的扫描近场光学显微镜（SNOM）可以快速识别ABC三层石墨烯，没有模糊性和出色的分辨率（~20 nm）。识别是基于ABA和ABC三层之间的近场红外（IR）响应的差异。我们发现，在大多数频率下，ABC三层的响应弱于ABA三层。然而，在石墨烯声子频率（~1585 cm-1）附近，ABC的响应在门控时急剧增加，并且表现出窄而尖锐的Fano形状的共振线，而ABA三层基本上是无羽毛的。因此，ABC和ABA之间的IR对比度变得相反，并且在石墨烯声子频率附近甚至可以是显著的（ABC/ABA~3）。所观察到的近场红外特征可以作为黄金法则来快速区分ABA和ABC三层，没有歧义，这可以在很大程度上推进ABC堆叠三层石墨烯中相关物理的探索。
2023-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable superconductivity and Möbius Fermi surfaces in an inversion-symmetric twisted van der Waals heterostructure
我们从理论上研究了由镜像对称的扭曲三层石墨烯包围相同的过渡金属二硫属化物层组成的莫尔超晶格几何结构。我们证明了通过施加一个垂直位移场$D_0$，这种设置允许开关和控制费米面的自旋轨道分裂，并探讨了这种控制的两种表现形式：第一，我们用$D_0$计算了超导配对的演化;这以单线态和三线态配对的复杂混合物为特征，根据母体三层体系中的配对状态，竞争超导相之间的相变。其次，我们揭示了，与应用程序的$D_0$，自旋轨道诱导的自旋纹理表现出漩涡，导致“莫比乌斯费米面”的布里渊区的内部：非绝热电子轨迹，这是预测占主导地位的量子振荡实验，需要环绕$Γ$点两次，使其莫比乌斯性质直接观察。我们进一步表明，超导序参量继承了非常规的莫比乌斯自旋织构。我们的研究结果表明，该系统提供了一个很有前途的实验途径，系统地研究自旋轨道耦合的影响，在近魔角扭曲的三层石墨烯的拓扑和相关的阶段。
2022-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Emulating heavy fermions in twisted trilayer graphene
扭曲的范德华材料已经被证明具有各种可调的电子结构。在这里，我们提出了扭曲三层石墨烯（TTG）作为一个平台，以模拟重费米子物理。我们表明，TTG主机扩展和本地化模式的电子结构，可以通过层间偏置控制。在存在相互作用的情况下，局域模的存在导致了局域矩的发展，局域矩是与共存的扩展态相耦合的。通过电控制局域矩之间的有效交换，系统可以从磁态进入重费米子态，通过量子临界点。我们的研究结果提出了扭曲的石墨烯多层膜作为一个平台，实现强相关的重费米子物理在一个纯粹的碳基平台。
2021-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Lattice relaxation, mirror symmetry and magnetic field effects on ultraflat bands in twisted trilayer graphene
由于电荷中性点附近存在超平带，扭曲石墨烯多层膜表现出强相关的绝缘态和超导电性。采用全紧束缚模型研究了不同堆叠方式的扭曲三层石墨烯（tTLG）中超平带对晶格弛豫和磁场的响应。我们表明，晶格弛豫是不可缺少的理解的电子性质的tTLG，特别是，在镜像对称的存在下的tTLG。晶格弛豫使费米能级附近的准粒子谱重整化，并改变高能平带的局域化。此外，与扭曲双层石墨烯不同，Hofstadter蝴蝶谱可以在实验室可获得的磁场强度下实现。我们的工作验证了tTLG作为一个更可调的平台比扭曲的双层石墨烯在强相关现象。
2021-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Electron-infrared phonon coupling in ABC trilayer graphene
本研究针对堆叠顺序对石墨烯电子-声子耦合的影响问题，采用栅极可调拉曼光谱和近场红外纳米显微技术，发现ABC堆叠三层石墨烯的电子-红外声子耦合更强，为相关物理性质研究提供了新视角并实现堆叠顺序的无损高通量成像。
2023-04-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantum and classical confinement of resonant states in a trilayer graphene Fabry-Perot interferometer
少层石墨烯的出现产生了一个新的二维系统家族，该系统具有由相对论量子力学控制的新兴电子特性。多层碳亚晶格赋予了电子波函数赝自旋，相对论电子自旋的晶格模拟，而多层结构导致电场效应可调谐的电子带。在这里，我们使用这些属性来实现巨大的电导振荡弹道三层石墨烯法布里-珀罗干涉仪，这是由于通过静电势垒下的共振束缚态的相位相干传输。我们通过选择性地将这些状态与引线解耦来掩盖这些状态，从而通过非共振状态进行传输并抑制巨振荡。隐形可以通过两种方法来实现，一种是经典的，用磁场操纵准粒子动量，另一种是量子力学的，通过局部改变载波波函数的赝自旋特征。我们的研究结果说明了三层石墨烯作为电子光学和赝自旋电子学的通用平台的独特潜力。
2012-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant Interaction-Induced Gap and Electronic Phases in Rhombohedral Trilayer Graphene
由于其独特的电子色散和缺乏费米表面，在未掺杂的二维狄拉克系统，如单层，双层和三层石墨烯中的库仑相互作用可能是边缘或相关的。相关的相互作用可以导致自发对称性破缺，这是造成从高能物理中的质量产生到凝聚态中的相关状态（例如超导性和磁性）的一大类物理现象的原因。在这里，使用传输测量，我们表明，菱形堆叠的三层石墨烯（r-TLG）提供了一个简单的，但新颖的和可调的平台，用于研究具有自发或场诱导的对称性破坏的各种阶段。在这里，我们表明，与紧束缚计算的预测相反，菱形堆叠的三层石墨烯（r-TLG）是一种本征绝缘体，具有巨大的相互作用诱导的间隙Δ~ 42 meV。这种绝缘状态是时间反转对称性被破坏的自发层反铁磁状态，可以通过增加电荷密度n、层间电位、平行磁场或临界温度Tc~ 38 K来抑制。这种有间隙的集体状态可以用于具有低输入功率和高开/关比的开关。
2014-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Observation of Chirality Transition of Quasiparticles at Stacking Solitons in Trilayer Graphene
三层石墨烯（TLG）由于其准粒子的增强的电子相互作用和可调的手征性而表现出丰富的新颖电子性质和非凡的量子霍尔现象。本文报道了利用空间分辨朗道能级谱直接观测到的TLG中准粒子在叠层孤子中的手征跃迁。一维堆积孤子的宽度为10 nm量级，将相邻的Bernal堆积TLG和菱形堆积TLG分开。利用扫描隧道显微镜的高场隧穿谱，我们测量了Bernal堆叠TLG和菱面体堆叠TLG中的Landau量子化，重要的是，我们观察到了准粒子在手性度l = 1&2和l = 3之间穿过堆叠畴壁孤子的演化。实验结果表明，在畴壁孤子附近，这种手征性的转变是平滑的，并伴随着TLG的堆垛阶的转变。这一结果证明了石墨烯系统中准粒子的晶体学堆叠顺序和手性之间的重要且迄今被忽视的关系。
2016-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Control of Giant Topological Magnetic Moment and Valley Splitting in Trilayer Graphene
在具有多谷能带结构和破缺反转对称性的蜂窝状二维晶体中，电子的布洛赫态具有拓扑性质的轨道磁矩。在具有两个简并谷的晶体中，由于这些磁矩，垂直磁场经由塞曼效应提升谷简并度，导致磁电效应，其可以被利用来创建谷电子器件。在这项工作中，我们证明了三层石墨烯与Bernal堆叠，（ABA TLG）主机拓扑磁矩与一个大的和广泛可调的谷g因子，达到一个值1050在研究的参数范围的极端。报道的实验包括亚晶格分辨扫描隧道光谱下的垂直电场和磁场，控制TLG带。隧道光谱同意非常好的理论建模，包括TLG紧束缚模型的全部细节，并占下静电形成的量子点样的电位分布的扫描隧道显微镜针尖的结果。
2021-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Imaging supermoiré relaxation in helical trilayer graphene
Stanford University（斯坦福大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）
研究通过成像揭示螺旋三重层石墨烯中超摩尔结构的松弛现象，展示应变调控超摩尔域大小及边界导电性增强，揭示两个可调长度尺度。
2026-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Relative Stability of Bernal and Rhombohedral Stackings in Trilayer Graphene under Distortions
石墨烯中的堆叠在未来将要讨论的性质中具有关键作用，正如最近发现的扭曲双层石墨烯的超导性所示。除了双层石墨烯之外，多层石墨烯的堆叠顺序可以是菱面体的，其显示出与感兴趣的现象相关联的费米能级附近的平坦带，例如预期表现出自发的量子霍尔效应、表面超导性、甚至拓扑顺序的可调导电表面状态。然而，探索菱面体石墨烯的困难在于，在实验中，六方堆叠是最常见的几何形状，多年来一直被认为是最稳定的构型。在这里，我们重新审视这个稳定性问题，与目前正在进行的研究，在不同的实验室。我们对三层石墨烯堆叠的相对稳定性进行了详细的研究，并展示了这个主题是多么微妙。这些少层石墨烯似乎有两个基本的堆叠具有相似的能量。菱形和Bernal堆叠选择不仅使用压缩，但各向异性的平面内变形。此外，稳定堆叠之间的切换更清楚地由变形引起，例如石墨烯子晶格之间的对称性的剪切和破坏，这可以在选择性合成方法期间访问。我们寻求如何更好地控制-通过保留和改变-多层石墨烯样品中的堆叠的指导。
2021-10-18 cond-mat.mes-hall
Imaging Stacking-Dependent Surface Plasmon Polaritons in Trilayer Graphene
利用散射型扫描近场光学显微镜（s-SNOM）对ABA（Bernal）和ABC（菱面体）两种堆叠顺序的三层石墨烯（TLG）进行了纳米红外（IR）成像研究。利用在中红外波段工作的s-SNOM，我们在实空间中映射了ABA-TLG和ABC-TLG的表面等离子体激元（SPPs），它们可以通过电子门控进行调谐。通过对等离子体成像数据的定量建模，我们发现ABA-TLG的等离子体波长显著大于ABC-TLG的等离子体波长，导致相当大的阻抗失配，因此在ABA/ABC横向结处产生强等离子体反射。进一步的分析表明，这两种类型的TLG的不同的等离子体激元响应直接与它们的电子结构和载流子性质有关。我们的工作揭示了TLG的堆叠依赖的等离子体响应背后的物理机制，并揭示了TLG和ABA/ABC结在IR等离子体和平面纳米光学中的未来应用。
2023-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Unconventional Superconductivity in Magic-Angle Twisted Trilayer Graphene
魔角扭曲三层石墨烯（MATTG）最近成为一个高度可调的平台，用于研究物质的相关相，如相关绝缘体和超导性。超导性发生在由范霍夫奇点限制的掺杂水平范围内，这激发了对这种材料中超导性的起源和性质的争论。在这项工作中，我们讨论的作用，自旋涨落所产生的原子尺度的关联在MATTG超导态。我们表明，在作为掺杂（$ν$）和温度的函数的相图中，超导区域被铁磁态包围，并且在整数填充物$ν=-2$和$ν= -3$之间出现具有$T_c \approx 2\,\mathrm{K}$的超导圆顶。施加垂直的电场增强了电子掺杂侧的超导电性，这与自旋涨落谱的变化有关。我们发现，非常规超导性的非常规超导性导致显着的签名，可检测的扫描隧道光谱测量的状态的局部密度。
2022-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tunable symmetries of integer and fractional quantum Hall phases in heterostructures with multiple Dirac bands
多层石墨烯中多个狄拉克带的共存导致了量子霍尔体系中丰富的相图。利用输运测量，我们绘制了BN封装的ABA堆叠的三层石墨烯的相图作为电荷密度n、磁场B和层间位移场D的函数，并观察了具有不同自旋、谷、轨道和宇称极化的状态之间的跃迁。这种丰富的图案来自不同子带的朗道能级之间的交叉，这反映了原位可调的不断发展的对称性。在D=0时，我们观察到填充因子为2/3和-11/3的分数量子霍尔（HHH）态。与双层石墨烯中的那些不同的是，这些C2 H4态被一个小的层间势所破坏，该层间势使不同的狄拉克带杂交。
2016-07-19 cond-mat.mes-hall
Observation of Coexisting Dirac Bands and Moiré Flat Bands in Magic-Angle Twisted Trilayer Graphene
由两层或多层二维材料以小的扭转角堆叠在一起构成的莫尔超晶格已经成为实现各种相关和拓扑相的可调平台，如莫特绝缘体、非常规的非线性电导和量子反常霍尔效应。最近，魔角扭曲三层石墨烯（MATTG）显示出与魔角扭曲双层石墨烯（MATBG）相似的强大超导性和其他独特的性质，包括Pauli极限违反和重入超导性。这些丰富的性质深深植根于它的电子结构的影响下，独特的摩尔势和镜像对称性。在这里，结合纳米尺度的空间分辨角分辨光电子能谱（nano-ARPES）和扫描隧道显微镜/光谱（STM/STS），我们系统地测量尚未探索的能带结构的MATTG电荷中性附近。我们的测量揭示了独特的色散狄拉克带与出射莫尔平坦带的共存，与理论计算显示出很好的一致性。这些结果为进一步理解MATTG中的非常规超导电性提供了基础。
2022-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological electronic crystals in twisted bilayer-trilayer graphene
本文在扭转双层-三层石墨烯中观测到由moire势驱动的广义反常霍尔晶体，在ν=1/4处形成并使原胞面积扩大四倍，其Chern数可通过电场和磁场在+1与−1之间可逆切换，并发现多种源自其他分数填充的拓扑电子晶体。
2024-09-13 cond-mat.mes-hall
Robust flat bands in twisted trilayer graphene quasicrystals
本文通过直接空间成像和理论计算，证明扭转三层石墨烯准晶体中存在平带，并揭示其局域化对称性随区域变化，为在准周期系统中研究关联物理提供了实验基础。
2024-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
