Optical conductivity as a probe of the interaction-driven metal in rhombohedral trilayer graphene
范德华异质结中强关联态的研究是现代凝聚态物理的中心课题之一。其中，菱面体三层石墨烯（RTG）占据了突出的位置，因为它拥有各种相互作用驱动的相，金属相在掺杂时产生奇异的超导秩序。出于这些实验结果，我们表明在低能量狄拉克理论的框架内，光学电导率可以区分不同的候选人在这个系统中的顺磁性金属基态。特别地，该观察结果显示在完全带隙的价键状态中的单峰。另一方面，键电流状态的特点是两个明显的峰值，随着探测频率的增加，在光学电导率。最后，旋转对称性破缺电荷密度波具有最小的电导率，其值与序参量的振幅无关，这正好对应于在两个谷处的两个立方节点分裂成具有线性分散准粒子特征的带接触点的两个三重态。这些特征代表了顺磁性金属基态的不同候选序参量的确凿证据，这将激励RTG的进一步实验研究。
2022-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonlinear optical responses and quantum geometry in rhombohedral trilayer graphene
本研究理论探究了位移场破缺反演对称性的菱方三层石墨烯的非线性光学响应，发现其量子几何特性可调控位移电流电导率，且该电导率的符号变化可用于探测量子几何。
2024-07-03 cond-mat.mes-hall
Half and quarter metals in rhombohedral trilayer graphene
铁磁性在过渡金属化合物中最常见，但也可能出现在低密度二维电子系统中，在硅、III-V族半导体系统和石墨烯莫尔异质结构中观察到特征。在这里，我们表明，门调谐范霍夫奇异性菱形三层石墨烯驱动自发铁磁极化的电子系统到一个或多个自旋和谷的味道。使用电容测量石墨门控范德华异质结，我们发现了一个级联的密度和电子位移场调谐相变标记为负电子压缩性。跃迁定义了相位之间的边界，其中量子振荡具有四倍、两倍或一倍简并性，分别与自旋和谷简并正常金属、自旋极化的“半金属”和自旋和谷极化的“四分之一金属”相关联。对于电子掺杂，显着的特点是很好地捕捉到的现象与谷各向异性Hund的耦合，可能产生的相互作用在晶格尺度的Stoner模型。对于孔填充，我们观察到一个更丰富的相图具有微妙的相互作用的对称性和费米表面拓扑结构的转变打破。最后，通过六方氮化硼衬底的旋转对准诱导莫尔超晶格，我们发现超晶格扰动的预先存在的同位旋顺序只有微弱的，留下的基本相图完整，同时催化形成拓扑非平凡的带隙状态时，巡回半或四分之一金属状态发生在半或四分之一超晶格带填充。我们的研究结果表明，菱形三层石墨烯是多体理论的良好控制测试的理想平台，并揭示了摩尔材料中的磁性在本质上是流动的。
2021-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coulomb Interaction-Stabilized Isolated Narrow Bands with Chern Numbers $\mathcal{C} > 1$ in Twisted Rhombohedral Trilayer-Bilayer Graphene
本文提出 $θ\sim1.2^\circ$ 扭曲菱方三层–双层石墨烯作为场可调量子反常 Chern 绝缘体，通过自洽平均场计算证明库仑相互作用可稳定孤立窄化的 $\mathcal{C}=2,3$ 拓扑能带。
2025-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Multicomponent Quantum Hall Ferromagnetism and Landau Level Crossing in Rhombohedral Trilayer Graphene
利用输运测量方法研究了双栅菱面体三层石墨烯（r-TLG）的多组分量子霍尔（QH）铁磁性，其中最低朗道能级的实自旋、轨道赝自旋和层赝自旋形成自发有序.我们观察到中间量子霍尔平台，表明在空穴掺杂制度的第零朗道能级（LL）的简并完全解除。在电荷中性的r-TLG中，轨道简并最先破缺，层简并最后破缺，且只有在层间势U存在时才破缺。在相空间中的U和填充因子，我们观察到一个有趣的六边形图案，这是占了一个模型的基础上的交叉点之间的非对称破碎的LLS。
2016-01-16 cond-mat.mes-hall
Unconventional superconductivity in systems with annular Fermi surfaces: Application to rhombohedral trilayer graphene
我们表明，在一个二维电子气与环形费米面，长程库仑相互作用可以导致非常规的超导电性的Kohn-Luttinger机制。当内、外费米面相互靠近时，超导电性得到强烈增强。最普遍的状态具有手性$p$波对称性，但$d$波和扩展的$s$波配对也是可能的。我们讨论这些结果的上下文中的菱形三层石墨烯，超导最近发现的制度，正常状态有一个环形费米表面。使用现实的参数，我们的机制可以解释的数量级的$T_c$，以及它的趋势作为电子密度和垂直位移场的函数。此外，它自然地解释了这种材料中的一些突出的难题，包括$T_c$以上的电阻率的弱温度依赖性，以及自旋单线态超导性与铁磁相的接近。
2021-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Lifting spin degeneracy in rhombohedral trilayer graphene for high magnetoresistance applications
本研究揭示菱方三层石墨烯自旋简并解除机制，提出基于其三种电子相的全石墨烯磁性隧道结设计，经计算验证其特性可调控，为低功耗自旋电子器件开发提供新方向。
2025-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Acoustic-phonon-mediated superconductivity in rhombohedral trilayer graphene
在无莫尔条纹的ABC叠层菱面体三层石墨烯中观察到两个不同的超导相，我们研究了电声声子耦合作为可能的配对机制。我们预言了在范霍夫奇点附近存在最高的$T_c\sim 3$ K的超导性。远离Van Hove奇点，$T_c$在很宽的掺杂范围内保持有限。在我们的模型中，$s$波自旋单重态和$f$波自旋三重态配对产生相同的$T_c$，而其他配对态的$T_c$可以忽略不计。我们的理论为实验中两个不同的超导相提供了一个简单的解释，并表明超导性和其他相互作用驱动的相（例如，铁磁性）可以具有不同的起源。
2021-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Metals, fractional metals, and superconductivity in rhombohedral trilayer graphene
结合平均场和重整化群分析，在这里，我们揭示了最近观察到的化学掺杂菱面体三层石墨烯的超导性和母金属态的性质，受到外部电位移场（$D$）[H. Zhou，\emph{et al.}，Nature（London）{ \bf 598}，434（2021）].我们认为，接近的电荷中性，在现场哈伯德排斥有利于层反铁磁体，当结合$D$场诱导层极化，产生自旋极化，但谷非极化半金属，有利于成核的自旋三重态$f$波配对（SC 2）。在更大的掺杂价键序出现作为一个突出的候选人的同位旋相干paramagent，促进凝聚的自旋单态库珀对的$s$波通道（SC 1），表现出“选择规则”之间的竞争订单。这些配对状态的位移和平面内磁场的响应与实验观察定性相似。随着量子反常霍尔序的出现，半金属的谷简并度得到提升，在较低掺杂下形成四分之一金属[H. Zhou，\emph{et al.}，Nature（London）{ \bf 598}，429（2021）].
2022-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Emergent correlated phases in rhombohedral trilayer graphene induced by proximity spin-orbit and exchange coupling
该研究结合从头算拟合模型与无规相近似，揭示自旋轨道和交换邻近耦合如何在菱方三层石墨烯中诱导自旋-谷相干及磁取向敏感的丰富关联相。
2023-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Kohn-Luttinger Superconductivity and Inter-Valley Coherence in Rhombohedral Trilayer Graphene
受最近ABC堆叠的菱面体三层石墨烯（RTG）实验的启发，观察到自旋谷破缺和超导性，我们研究了RTG金属态对称性破缺阶的不稳定性。我们发现，相互作用选择谷间相干顺序（IVC）作为首选的有序通道在很宽的范围内，其理论上确定的相边界同意与实验上的空穴和电子掺杂侧。范霍夫奇点附近的费米表面允许部分嵌套之间的山谷，这促进了谷间超导性和IVC波动。我们研究这些波动和亨兹（谷间自旋）之间的相互作用，使用重整化群的方法。对于反铁磁洪德耦合，谷间配对出现在自旋单线态通道与增强$T_c$，缩放与无量纲耦合$g$为$T_c\sim\exp(-1/\sqrt{g})$，相比，标准的$\exp(-1/g)$缩放。在其最简单的形式中，这种情况假设随着空穴掺杂的增加，洪德耦合的符号发生变化。另一方面，计算从一开始就包含了谷之间的独立自旋旋转的中断，并且强烈地选择自旋单线态而不是自旋三线态配对，并且自然地发生在IVC附近，与观测结果一致。
2021-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Fermion-fermion interaction driven phase transitions in rhombohedral trilayer graphene
Tianjin University（天津大学）
本文利用动量壳重整化群方法研究菱面体三层石墨烯中短程费米子相互作用，发现其驱动系统流向四个固定点，并分别对应自旋单态超导、自旋三重态对密度波及自旋三重态超导等主导态。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Correlated Phases in Spin-Orbit-Coupled Rhombohedral Trilayer Graphene
通过自洽Hartree-Fock模拟研究自旋轨道耦合菱面体三层石墨烯的相图，发现多种谷间相干基态和对称性破缺相，为自旋轨道增强超导性提供了候选序。
2025-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Direct Probing Stacking Order and Electronic Spectrum of Rhombohedral Trilayer Graphene with Scanning Tunneling Microscopy
近年来，菱形三层石墨烯（r-TLG）由于其低能平带而引起了人们的广泛关注，并被预测会导致许多强关联现象。在这里，我们证明，它是可能的探测堆叠顺序和电子光谱的r-TLG直接与扫描隧道显微镜周围的顶部石墨烯层的单原子台阶边缘。隧穿光谱的r-TLG表现出四个相邻的峰，这是由低能平带产生的，两侧的电荷中性点。基于这些光谱，确定了r-TLG的真实能隙和K点处的能隙分别为约9 meV和23 meV。所观察到的功能是很好地再现了一个低能量的有效哈密顿量。
2014-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Visualizing incommensurate inter-valley coherent states in rhombohedral trilayer graphene
本文利用扫描隧道显微镜直接成像菱面体三层石墨烯中的谷间相干（IVC）序，观察到与半金属和四分之一金属态相关的相变，并发现C3对称的不可公度IVC晶体相，证实IVC是石墨烯中广泛存在的破缺对称性基态。
2024-11-17 cond-mat.mes-hall
Correlated metals and unconventional superconductivity in rhombohedral trilayer graphene: A renormalization group analysis
受最近的实验观察相关的金属相和超导电性的菱形三层石墨烯（RTG），我们进行了无偏的研究空穴掺杂的RTG的电子有序不稳定性。具体来说，我们专注于电子状态积极接近范霍夫奇点（VHS），其中一个大密度的国家促进不同的相互作用引起的破坏电子秩序。为了求解VHS附近的费米面，我们建立了一个费米热点模型，并证明了垂直电场可以调节费米面的不同嵌套结构。随后，我们应用重整化群分析来描述我们的模型在短程排斥相互作用和现实（长程）库仑相互作用下的低能相图。我们的分析表明，无论是谷间相干金属相或超导相的不稳定性。主要的配对通道取决于费米面嵌套的性质--排斥库仑相互作用有利于自旋-单重态$d$ -波配对（对于相对小的位移场）和自旋-单重态$i$ -波配对（对于较大的位移场）。我们认为，RTG的相图可以很好地理解，通过模拟现实的库仑相互作用的排斥密度-密度相互作用和铁磁自旋三重态谷间相干（IVC）Hund的耦合的总和，而声子介导的电子相互作用对这个系统的影响可以忽略不计，在扭曲的石墨烯多层膜形成鲜明对比。
2022-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Intervalley coherence and intrinsic spin-orbit coupling in rhombohedral trilayer graphene
该研究通过电子压缩率和局部磁测量探究菱方三层石墨烯的相图，发现谷不平衡轨道铁磁体与谷间相干态的竞争，揭示本征自旋-轨道耦合的作用并测得其强度，探讨了对自旋三重态超导体的意义。
2023-11-02 cond-mat.mes-hall
Stacking order, interaction and weak surface magnetism in layered graphene sheets
最近的输运实验表明，菱形堆叠三层石墨烯是一种绝缘体，具有6meV的本征能隙，而Bernal堆叠三层石墨烯是一种金属。我们提出了一个具有中等$U$的哈伯德模型，并表明该模型很好地解释了堆叠依赖的能隙的实验。现场库仑排斥驱动器的非相互作用系统的金属相的弱表面反铁磁绝缘体的菱面体堆叠层，但不改变的Bernal堆叠层的金属相。
2012-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic-field-induced superconductivity in hexalayer rhombohedral graphene
Laboratory of Atomic and Solid State Physics, Cornell University（康奈尔大学原子与固体物理实验室）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）；School of Applied and Engineering Physics, Cornell University（康奈尔大学应用工程物理学院）；Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter（马普物质结构与动力学研究所）
研究发现六层菱形石墨烯在施加平行磁场时出现超导态，揭示了电场对其解耦行为的调控，并展示了超导态在14T磁场下的鲁棒性，源于各向异性费米面重构。
2026-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Origin of Superconductivity in Rhombohedral Trilayer Graphene: Quasiparticle Pairing within the Inter-Valley Coherent Phase
本文提出菱面体三层石墨烯的超导性源于谷间相干相内准粒子配对，通过Ginzburg-Landau理论和微观模型解释了极短相干长度及转变温度行为，并揭示了量子度量贡献的关键作用。
2024-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity and Ferroelectric Orbital Magnetism in Semimetallic Rhombohedral Hexalayer Graphene
Cornell University（康奈尔大学）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）；School of Applied and Engineering Physics, Cornell University（康奈尔大学应用与工程物理学院）；Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter（马普物质结构与动力学研究所）
研究揭示了层状六层石墨烯中由电场驱动的带倒转和铁电轨道磁性，发现双载流子起源的超导样态及磁滞回线现象。
2026-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Multiband tunneling in trilayer graphene
研究了两种稳定形式的三层石墨烯（TLG），菱面体ABC和Bernal ABA的电子隧穿性质，用于通过使用单栅极（SG）或双栅极（DG）实现的pn和pnp结。对于菱面体的形式，由于手性的电子，克莱因悖论被发现在正常入射SG设备，而在高能量带间散射之间的额外的传播模式可以发生。当入射到SG器件上时，Bernal ABA TLG中的电子可以具有单层或双层状特征。然而，使用DG，两种传播模式将通过破坏系统的镜像对称性而耦合，这引起依赖于DG pnp结的宽度的模间散射和谐振。对于ABC TLG，DG打开了抑制克莱因隧穿的带隙。DG还导致单谷电子的隧道角出现意想不到的不对称性。
2013-03-03 cond-mat.mes-hall
Superconductivity and spin canting in spin-orbit proximitized rhombohedral trilayer graphene
University of California at Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Harvard University（哈佛大学）
本研究在衬底近邻效应引入自旋轨道耦合的菱方三层石墨烯中发现新超导口袋，临界温度提升至三倍，揭示超导电性横跨自旋倾斜到自旋-谷锁定的连续相变，证实倾斜角变化驱动超导增强，支持自旋倾斜序涨落促配对的机制。
2024-08-19 cond-mat.mes-hall
Pervasive spin-triplet superconductivity in rhombohedral graphene
University of Washington（华盛顿大学）；University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）；National Institute for Materials Science（国立研究开发法人物质材料研究机构）
本研究在菱面七层石墨烯中发现由平面内磁场诱导并稳定的自旋三重态超导性，其临界磁场远超Pauli极限，并观察到超导二极管效应及谷不平衡与超导共存现象。
2026-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A Hierarchy of Superconductivity and Topological Charge Density Wave States in Rhombohedral Graphene
本研究发现菱面体六层石墨烯中非常规超导相与重入整数量子霍尔效应在磁场下共存，证实电荷密度波序对稳定超导起决定性作用，为超导与量子霍尔物理的相互作用确立了新范式。
2025-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Revealing the electronic band structure of trilayer graphene on SiC: An angle-resolved photoemission study
近年来，三层石墨烯由于其堆叠和电场依赖的电子性质而引起了广泛的关注。然而，一个直接的和良好的解决其能带结构的实验可视化尚未报道。本文利用角分辨光电子能谱（ARPES）数据，高分辨率地研究了在α-SiC（0001）和β-SiC（111）上通过氢嵌入获得的三层石墨烯的电子能带结构。紧束缚计算得到的电子带拟合的实验数据，以提取Bernal和菱面体堆叠三层的原子间跳跃参数。低能电子显微镜（LEEM）的测量表明，三层域延伸超过几十平方微米的面积，这表明利用这种材料在电子和光子器件的可行性。此外，我们的研究结果表明，在SiC衬底上的菱面体堆叠三层的发生率显着高于天然块状石墨。
2014-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superconductivity from spin-canting fluctuations in rhombohedral graphene
本文提出菱面体双层和三层石墨烯中的超导性源于自旋倾斜正常态的软磁振子介导配对，并解释了自旋轨道耦合、磁场及费米面结构对超导的非平凡影响。
2025-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity from dual-surface carriers in rhombohedral graphene
研究报道菱方石墨烯中由分裂到两晶面的价带与导带费米口袋所产生的超导性，并在八层及莫尔七层样品中观测到超导口袋与量子化反常霍尔态。
2025-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Competing Orbital Magnetism and Superconductivity in electrostatically defined Josephson Junctions of Alternating Twisted Trilayer Graphene
本文在交替扭转三层石墨烯的中间扭转角区间发现轨道磁性态，并揭示其与超导电性在电荷中性点附近及位移场相空间中呈竞争关系，通过栅极定义约瑟夫森结观测到非对称夫琅禾费干涉图样，表明该轨道磁性态由谷极化驱动。
2024-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Band Structure and Superconductivity in Twisted Trilayer Graphene
我们研究了扭曲三层石墨烯的能带结构在各种外部扰动下的对称性，并分析了第一魔角附近的长程电子-电子相互作用的作用。电子结构通过这些相互作用以类似于扭曲双层石墨烯的方式进行修改。我们分析电子配对由于长波长的电荷波动，这是通过库仑相互作用相互耦合，并另外介导的纵向声学声子。我们发现具有自旋单重态/谷三重态对称性或自旋三重态/谷单重态对称性的超导相，对于现实的参数选择，临界温度高达几开氏度。
2021-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Local Spectroscopy of the Electrically Tunable Band Gap in Trilayer Graphene
三层石墨烯中的堆叠顺序自由度在确定电场可调带隙的存在方面起着关键作用。我们提出了双门控Bernal（ABA）和菱面体（ABC）堆叠的三层石墨烯器件的空间分辨隧道光谱测量。我们证明，虽然ABA三层石墨烯保持金属，ABC三层石墨烯表现出广泛的可调带隙作为电场的函数。然而，我们发现，在下面的衬底中的带电杂质引起的间隙大小的空间波动。我们的工作阐明了三层石墨烯的微观行为及其对宏观器件的影响。
2013-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric Field Control of Soliton Motion and Stacking in Trilayer Graphene
材料的晶体结构在决定其电子性质方面起着重要作用。从一种晶体结构到另一种晶体结构的变化涉及到通常由状态变量如温度或压力控制的相变。在三层石墨烯的情况下，有两种常见的堆叠配置（Bernal和菱面体），其表现出非常不同的电子性质。在具有两种堆叠配置的石墨烯薄片中，它们之间的区域由局部应变孤子组成，其中一个石墨烯层的碳原子移动碳-碳键距离。在这里，我们展示了移动这个应变孤子的能力与垂直的电场，从而控制堆叠配置的三层石墨烯只有一个外部电压。此外，我们发现两种堆积构型之间的自由能差与电场成二次关系，因此随着电场的增加，菱面体堆积是有利的。这种控制石墨烯堆叠顺序的能力为结合结构和电学特性的新型器件开辟了道路。
2014-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
A new flavor of correlation and superconductivity in small twist-angle trilayer graphene
当石墨烯层以魔角旋转错位时，莫尔超晶格具有非常平坦的带。由于态密度的增强，库仑相互作用引起了各种不稳定性。最突出的发生在整数填充，因此通常归因于自发极化的莫尔晶胞的“风味”自由度-自旋，谷，和平带简并。这些关联态是该体系中的主要成员，它们被认为是决定更低能量尺度下的不稳定性的关键因素，例如超导性和分数填充时较弱的不可压缩态。在这项工作中，我们研究了扭曲的三层石墨烯在$1.3^{\circ}$周围的扭曲角窗口中的行为，远低于$1.55^{\circ}$的预期魔角。在这个小的扭转角制度，我们发现令人惊讶的窄带，这是人口与丰富的相关驱动状态在分数填充以及强大的超导性。没有线性的$T$电阻率没有显着降低的超导转变温度，提供了深入了解这两种现象的起源。最值得注意的是，整数和分数填充之间的层次结构是缺席的，表明风味极化不起主导作用。分数填充在小扭转角政权的突出也指向一个较长范围的有效库仑相互作用。结合起来，我们的研究结果揭示了该领域的突出问题，同时建立了小扭曲角制度作为探索摩尔物理学新口味的新范式。
2022-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Intravalley spin-polarized superconductivity in rhombohedral tetralayer graphene
本研究针对实验发现的菱方四层石墨烯谷内自旋极化超导，构建最小模型证明范霍夫奇点附近可出现超导，确定三种配对密度波序，解释窄条状超导区成因，提出Kohn-Luttinger机制的合理性并拓展讨论其他相关体系。
2025-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
How experimentally to detect a solitary superconductivity in dirty ferromagnet-superconductor trilayers?
本文从理论上研究了F $_1$ F $_2$ S设计中铁磁（F）-超导（S）异质结构中的邻近效应。本文考虑了Usadel型方程在所谓的“脏”极限情形下的边值问题。考虑了F层中的“潜在”超导对相互作用。重点是在实验制备的所谓的孤立超导态的配方。我们还提出并讨论了孤立超导区基于F $_1$ F $_2$ S三层的超导自旋阀模型。
2017-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Multiple Superconducting Phases in Rhombohedral Heptalayer Graphene
State Key Laboratory of Micro-nano Engineering Science, Tsung-Dao Lee lnstitute & School of Physics and Astronomy, Key Laboratory of Artificial Structures and Quantum Control (Ministry of Education), Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学微纳电子学系、李政道理论与研究学院、人工结构量子控制教育部重点实验室）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area (Guangdong)（粤港澳大湾区（广东）量子科学中心）；Department of Physics, Southern University of Science and Technology（南方科技大学物理系）
研究揭示了七层菱形石墨烯在零磁场下出现的多重超导相，通过电场调控发现其超导特性与电子结构及层数密切相关，为理解其微观起源提供了新见解。
2026-05-18 cond-mat.mes-hall
Valley-Helical Superconductivity Driven by Repulsion and Quantum Geometry: Applications to Time-Reversal Symmetric Rhombohedral Graphene
Stanford University（斯坦福大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）
本研究提出谷螺旋超导机制，通过Kohn-Luttinger排斥在时间反演对称菱面体石墨烯中实现手性配对，并预测了可区分的拓扑边界模式与磁响应。
2026-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Stripe Order in the Metallic and Superconducting Phases of Rhombohedral Hexalayer Graphene
University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Brown University（布朗大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
本文在菱面体六层石墨烯中观测到电荷条纹序与超导电性和磁性共存，发现超导态继承强各向异性并表现出磁滞转变，揭示了旋转对称性破缺在非常规超导中的作用。
2026-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity from electronic interactions and spin-orbit enhancement in bilayer and trilayer graphene
本文在双层和三层石墨烯中提出类 Kohn-Luttinger 超导机制，发现屏蔽库仑相互作用即可解释实验临界温度，并揭示 Ising 自旋轨道耦合可显著增强超导性及自旋-谷锁定。
2023-02-03 cond-mat.mes-hall
Large Pauli Limit Violation and Reentrant Superconductivity in Magic-Angle Twisted Trilayer Graphene
莫尔量子物质已经成为一种新型材料平台，可以以前所未有的控制探索相关和拓扑相。其中，由两层或三层石墨烯构建的魔角系统显示出具有非常规特性的强大超导相。然而，非常规配对的直接证据仍有待实验证明。在这里，我们表明，魔角扭曲的三层石墨烯（MATTG）表现出超导性高达面内磁场超过10 T，这代表了一个大的（$2\sim3$倍）违反传统的自旋单态超导体的泡利极限。对于一个不期望具有强自旋-轨道耦合的系统来说，这一观察结果是令人惊讶的。此外，泡利极限破坏观察到整个超导相，这表明它是不相关的一个可能的赝能隙相位与大超导振幅配对。更引人注目的是，我们在大磁场下观察到重入超导，它存在于较窄的载流子密度和位移场范围内。这些研究结果表明，在MATTG超导可能是由一种机制，导致非自旋单态库珀对，其中外部磁场可以导致潜在的不同的序参量的相位之间的转变。我们的研究结果展示了云纹超导的丰富性，并可能为设计下一代奇异量子物质铺平新的道路。
2021-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el 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
Superconductivity and correlated phases in non-twisted bilayer and trilayer graphene
本文展望了非扭转双层和三层石墨烯中超导性及相关相的实验发现与理论模型，梳理了从早期研究到最新进展的脉络。
2023-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topologically enabled superconductivity: possible implications for rhombohedral graphene
提出一种源自Chern-2绝缘体的超导拓扑机制，通过广义吸引U型Haldane-Hubbard模型计算表明超导性仅在量子反常霍尔态附近稳定，并利用分数化场论解释，对理解菱面体石墨烯超导性有启示。
2025-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Stacking-symmetry governed second harmonic generation in graphene trilayers
晶体对称性在控制广泛的基本物理现象中起着核心作用。一个例子是非线性光学二次谐波产生（SHG），其需要反转对称性破缺。在这里，我们报告了一个独特的堆叠诱导的三层石墨烯，其单个单层片是中心对称的SHG。根据不同的层堆叠顺序，我们观察到一个强大的光学二次谐波在Bernal（ABA）堆叠的非中心对称的三层，而它消失在菱面体（ABC）堆叠的一个保持反转对称。由于独特的堆叠对称性，这种高度对比的SHG使我们能够在其他均匀的石墨烯三层中绘制出ABA和ABC晶体域。提取的ABA三层的二阶非线性极化率是令人惊讶的大，可与最知名的2D半导体激子共振增强。我们的研究结果揭示了一种新的堆叠顺序诱导的非线性光学效应，以及释放的机会，研究有趣的物理现象预测堆叠依赖ABA和ABC石墨烯三层。
2018-04-25 cond-mat.mes-hall
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
Fabrication of A Dual Gated Mirror Symmetric Twisted Trilayer Graphene Device to Study Superconductivity
Rutgers University（罗格斯大学）
本研究通过制备双门镜像对称扭曲三重层石墨烯器件，探索其在超导性研究中的应用与潜力
2025-11-20 cond-mat.mes-hall
Strong coupling superconductivity in trilayer film LiB$_2$C$_2$
$σ$成键电子和声子之间的耦合通常非常强。金属化$σ$ -电子为寻找新的高T $_c$超导体提供了一条有希望的途径。基于这一图像和第一性原理密度泛函计算与Wannier插值的电子结构和晶格动力学，我们预测，三层膜LiB $_2$ C $_2$是一个很好的候选人，实现这种高T $_c$超导。通过求解各向异性的Eliashberg方程，我们发现LiB $_2$ C $_2$是声子介导的超导体，其T $_c$在常压下超过液氮温度.通过施加双轴拉伸应变，转变温度可以进一步提高到125 K。
2019-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Tunable Infrared Phonon Anomalies in Trilayer Graphene
ABA（Bernal）和ABC（菱面体）堆叠序列中的三层石墨烯显示出强烈的红外吸收，从面内光学声子。位于~1580 cm-1处的特征随着静电门控而强烈变化。对于ABC堆叠的石墨烯三层，我们观察到声子吸收振幅的大幅增强，以及声子模式的软化，因为费米能级被调谐远离电荷中性。在具有更常见的ABA堆积顺序的样品中观察到类似但显著较弱的效果。光学声子的强红外响应以及与静电门控和堆叠顺序的显著变化反映了两个系统中声子和电子激发的相互作用。关键的实验结果可以在一个简化的带电声子模型，考虑通过泡利阻塞的电子跃迁充电的影响。
2013-01-21 cond-mat.mes-hall
Surface-Selective Probe of Spin-Triplet Superconductivity in Rhombohedral Graphene
Institute of Physics, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院物理研究所）；Department of Applied Physics, Aalto University School of Science（阿尔托大学理学院应用物理系）；Research Center for Functional Materials, National Institute for Materials Science（国立材料科学研究所功能材料研究中心）；International Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（国立材料科学研究所国际纳米材料组装中心）；Braun Center for Submicron Research, Department of Condensed Matter Physics（雷霍沃特凝聚态物理系布朗亚微米研究中心）；Department of Physics, Florida State University（佛罗里达州立大学物理系）；National High Magnetic Field Laboratory（国家高磁场实验室）；Center for Quantum Science and Engineering (QSE Center), École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院量子科学与工程中心）
本研究以单侧WS₂邻近效应为表面选择性自旋轨道探针，揭示菱面五层石墨烯中含空穴型与电子型载流子的自旋三重态超导，稳定超导态仅在特定位移场符号下存在。
2026-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Induced superconductivity in magic-angle twisted trilayer graphene through graphene-metal contacts
魔角扭曲三层石墨烯（MATTG）最近在比双层版本更高的转变温度（TC）下表现出强大的超导性。在从上下两侧进行电选通的情况下，发现超导性与两个条件密切相关：有限的破镜对称性和每个莫尔单元格中两到三个载流子之间的载流子浓度。这两种条件都可以通过石墨烯-金属接触来实现，其中产生电荷转移和界面电场以平衡功函数失配。在这项研究中，我们探索的超导电性的MATTG接触金属时，通过自洽解决界面电荷转移与高度电场依赖的能带结构的MATTG。MATTG-金属接触的预测TC形成两个圆顶作为功函数差的函数在界面上，最大值超过2 K。我们的工作为石墨烯-金属和石墨烯-半导体接触的实验和工业应用提供了建设性的参考。
2022-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
