Experimental observation of ABCB stacked tetralayer graphene
本研究利用散射型扫描近场光学显微镜等技术，首次实验观测到ABCB堆叠的四层石墨烯畴区，验证了其带间光学跃迁特征，为研究该物相的关联物理提供了基础。
2022-09-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Interaction-Driven Chern Insulator at Zero Electric Field in ABCB-Stacked Tetralayer Graphene
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；ShanghaiTech University（上海科技大学）；University of California, Los Angeles（加利福尼亚大学洛杉矶分校）
ABCB堆叠四层石墨烯在零电场下通过内在极化与强相互作用及自旋轨道耦合驱动量子反常霍尔态。
2025-12-03 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Insulating state in tetralayers reveals an even-odd interaction effect in multilayer graphene
不存在分隔价带和导带的能隙使得石墨烯及其多层的低能电子性质对电子-电子相互作用敏感。例如，在双层中，相互作用预计会在电荷中性处打开一个间隙，将系统变成绝缘体，正如实验所观察到的那样。在单层和（伯纳尔堆叠）三层中，相互作用虽然仍然很重要，但没有同样剧烈的影响，这些系统在低温下保持导电。可以预期的是，对于较厚的多层膜，相互作用效应变得较弱，其行为最终应该收敛到石墨的行为。在这里，我们通过研究Bernal堆叠的四层石墨烯（4LG）的情况表明，这种期望并不符合现实。我们揭示了一个强大的绝缘状态的发生在一个狭窄的范围内的载流子密度周围的电荷中性，预期从单粒子能带结构的行为不兼容。这种现象类似于在双层中观察到的现象，但是更强的电导抑制使得4LG中的绝缘状态在更高的温度下可见。为了解释我们的研究结果，我们提出了一个自然的泛化的相互作用驱动的，双分子层的破缺状态。这一概括也解释了从实验中出现的不同厚度的Bernal堆叠层中相互作用的系统奇偶效应，并对多层到石墨的交叉有影响。
2015-01-27 cond-mat.mes-hall
Unconventional satellite resistance peaks in moiré superlattice of h-BN/ AB-stacked tetralayer-graphene heterostructure
大多数关于由h-BN和石墨烯堆叠形成的莫尔超晶格的研究都集中在单层石墨烯上;对多层石墨烯的了解较少。在这里，我们表明，多层石墨烯的莫尔超晶格显示出由超晶格结构影响的各向异性费米表面产生的新特征。h-BN/AB堆叠的四层石墨烯异质结构的莫尔超晶格表现出电阻率峰，其显示出对垂直电场的复杂依赖性。这些峰不是由于二次狄拉克锥的形成，而是由于各向异性费米面的折叠而导致的能隙的打开。此外，超晶格峰是由轻质量和重质量的双层带通过超晶格势混合而产生的。间隙不是在超晶格布里渊区的边界上打开，而是在其内部打开，这反映了多层石墨烯费米表面的各向异性。
2021-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Stacking-induced ferroelectricity in tetralayer graphene
本文在非对齐ABCB四层石墨烯中实验证实了由堆叠序诱导的固有铁电性，揭示了栅极驱动的ABCB与BCBA构型转变机制，为无莫尔超晶格的石墨烯非易失存储应用奠定基础。
2025-04-10 cond-mat.mes-hall
Multilayer graphenes as a platform for interaction-driven physics and topological superconductivity
受最近在双层和三层石墨烯中发现的超导电性的启发，我们从理论上研究了多层石墨烯堆叠中的超导电性和其他相互作用驱动的相。为此，我们研究了在横向电场存在下，在单粒子能带结构水平上，最多四层的多层石墨烯的态密度。在所考虑的结构中，具有菱面体（ABCA）堆叠的四层石墨烯达到最高的态密度。我们通过调节载流子密度和横向电场来研究ABCA石墨烯中可能出现的相。对于一个广泛的区域的调谐参数，强库仑排斥的存在下，导致一个自发的自旋和谷对称性破缺通过斯通跃迁。利用一个模型，结合自发自旋和谷极化，我们探讨了由排斥库仑相互作用驱动的Kohn-Luttinger机制的超导性。我们发现，最强的超导不稳定性是在$p-$波通道，并发生在附近的Stoner转变的开始。有趣的是，我们发现了一系列的密度和横向电场，超导性发展出一个强烈的波纹，单连接的费米表面在每个山谷，导致拓扑非平凡的手征$p+ip$超导状态与偶数的共同传播的手征马约拉纳边缘模式。我们的工作建立ABCA堆叠的四层石墨烯作为一个有前途的平台，观察强关联物理和拓扑超导性。
2022-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Broken sublattice symmetry states in Bernal stacked multilayer graphene
我们分析了Bernal堆叠多层石墨烯在存在相互作用诱导的带隙时的有序相，由于亚晶格对称性破缺势，其解可以用具有相同Chern数但相反电荷极化方向的轻质量和重质量赝自旋二重态来分析。一个垂直的外部电场的应用程序揭示了一个有效的洪德规则的亚晶格赝自旋二重态在tetralayer的排序，而一个类似的，但更复杂的相图开发与层数的增加。
2017-04-16 cond-mat.mes-hall
Quantum oscillation spectroscopy of Fermi-surface topologies in tetralayer graphene
Indian Institute of Science（印度科学学院）；Indian Institute of Technology, Kanpur（坎普尔印度理工学院）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）
研究利用舒布尼科夫-德哈斯光谱对四层石墨烯器件进行实验，定量重构六种费米面拓扑，提取振荡频率确定相关参数，还发现磁场与位移场结合可解除能谷简并，为追踪多带量子材料费米面拓扑及简并度提供框架。
2026-07-29 cond-mat.mes-hall
Magnetoconductance Oscillations in Electron-hole Hybridization Gaps and Valley Splittings in Tetralayer Graphene
该研究通过Bernal堆叠四石墨烯的磁输运实验，揭示轻质量子带中的朗道能级谷分裂，并将低密度体能隙内的磁电导振荡归因于能带反转引发的电子-空穴朗道能级杂化及边缘态数量变化。
2022-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Moiré-less Correlations in ABCA Graphene
具有层间扭曲的原子薄范德华材料堆叠已被证明是实现与平坦电子带形成相关的门可调相关现象的极好平台。在这项工作中，我们证明了在多层菱形石墨烯中形成紧急相关相-一种简单的材料，也具有平坦的电子带，但不需要由扭曲的范德华层诱导的莫尔超晶格。我们发现，两层的双层石墨烯，是扭曲的任意微小的角度主机大（微米级）区域的均匀菱形四层（ABCA）石墨烯，可以独立研究。扫描隧道光谱显示ABCA石墨烯具有3-5 meV半宽的前所未有的尖锐平坦带。我们表明，当这个平坦的带跨越费米能级，相关的多体间隙出现峰峰值为9.5毫电子伏的电荷中性。平均场理论计算表明，这种对称性破缺状态的出现的两个主要候选者是电荷转移激子绝缘体和亚铁磁体。最后，我们发现ABCA石墨烯在与ABAB石墨烯的自然界面处具有表面拓扑螺旋边缘态，可以通过门电压打开和关闭，这意味着小角度扭曲双层石墨烯是一种理想的可编程拓扑量子材料。
2019-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Helical Edge States and Quantum Phase Transitions in Tetralayer Graphene
具有自旋动量锁定的螺旋导体是马约拉纳费米子的有前途的平台。在这里，我们报告观察两个拓扑结构不同的阶段支持螺旋边缘状态的电荷中性Bernal堆叠的四层石墨烯在霍尔酒吧和Corbino几何形状。随着磁场B和离面位移场D的变化，我们观察到由绝缘相和两个金属相组成的相图，分别具有0，1和2个螺旋边缘状态。这些阶段占一个理论模型，涉及到他们的电导自旋极化平台。它们之间的过渡产生层间跳跃，静电和交换相互作用能之间的竞争。我们的工作突出了复杂的竞争对称性和丰富的量子相在少层石墨烯。
2020-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing the Anisotropic Fermi Surface in Tetralayer Graphene via Transverse Magnetic Focusing
本文采用横向磁聚焦并结合半经典模型，揭示Bernal堆叠四层石墨烯中两子带聚焦峰及晶体取向依赖，证明三角翘曲导致各向异性费米面和电子轨迹变化。
2024-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Detection of Interlayer Interaction in Few-layer Graphene through Landau Level Spectroscopy
我们证明，表面弛豫，这是微不足道的三层石墨烯，开始体现在伯纳尔堆叠的四层石墨烯。利用量子电容测量方法研究了多层石墨烯的朗道能级谱。我们发现，在三层石墨烯中，层间相互作用参数与石墨相似。然而，在四层石墨烯中，体和表面双层之间的跳跃参数是相当不同的。这是表面弛豫现象的直接证据。尽管碳层之间的范德华相互作用被认为是微不足道的，我们认为，层间相互作用是一个重要的因素，在解释观察到的结果和石墨烯亚晶格的破缺效应是不可忽略的。
2014-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low energy band structure in Bernal stacked hexlayer graphene: Landau fan diagram and resistance ridge
通过测量配备有顶部和底部栅电极的高迁移率石墨烯样品在低温和磁场中的输运性质，研究了Bernal堆叠六层石墨烯的低能能带结构。通过分析朗道扇形图，发现六层石墨烯由重叠并形成半金属的三个不同的双层状带组成。电子能带结构受到由顶部和底部栅极电压产生的垂直电场的显著影响。非扇形图显示了零模朗道能级的分裂，同时在零磁场下电阻率的顶部和底部栅极电压依赖性也显示了脊状结构，类似于最近在四层石墨烯中发现的结构。结果表明，脊结构起源于Bernal堆叠六层石墨烯的能带结构.大部分脊起源于双层带的底部，少数脊起源于能隙结构，该结构由于三角弯曲而局部闭合，并有望形成迷你狄拉克锥。
2019-01-23 cond-mat.mes-hall
Spin and Charge Fluctuation Induced Pairing in ABCB Tetralayer Graphene
本研究通过轨道分辨随机相位近似方法，揭示了ABCB四层石墨烯中自旋与电荷涨落分别诱导f波和p波超导，并强调微观相互作用分布对预测超导起源的关键作用。
2023-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Gate-induced half-metals in Bernal stacked graphene multilayer
最近的实验表明，Bernal堆叠石墨烯多层膜（BGM）具有相互作用诱导的带隙（或伪带隙）基态。在这里，我们提出，由于电子相关，BGM可以诱导成一个半金属相，通过施加一个垂直的电场和掺杂。由于能带结构的不同，使得偶数层和奇数层BGM中的半金属态具有完全不同的行为。我们系统地计算了石墨烯四层（4L-BGM）和三层（3L-BGM），分别作为偶层和奇层BGM的典型例子。在4L-BGM中，我们发现了一个有趣的现象，即电场引起的自旋极化带反转。也就是说，在半金属相中，当施加的电场超过临界值时，导电沟道的自旋极化和净磁矩反转。在3L-BGM中，一个显著的特点是，即使在零电场的情况下，两个亚晶格的不等价也会内在地破坏自旋上和自旋下带的简并性。我们的研究结果表明，4L-BGM应该是一个理想的平台，以检测提出的半金属相的BGM系统。
2021-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Charge fluctuations, phonons and superconductivity in multilayer graphene
本研究基于类Kohn-Luttinger机制，证实仅电子相互作用即可驱动多种非扭曲多层石墨烯产生超导电性，分析了不同堆叠结构的临界温度、序参量对称性及声子的影响，为相关实验提供指导。
2024-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
On dielectric screening in twisted double bilayer graphene
利用失配角约为5 °的双螺旋双层石墨烯样品，研究了栅压诱导的电场的介电屏蔽效应。在低温磁输运测量中，观察到了源于两个不同载流子密度带的磁阻量子振荡。载流子密度相对于总载流子密度的行为与AB堆叠的四层石墨烯的行为不同。根据感应电荷随距离指数衰减的模型，对载流子密度比进行了理论分析，并给出了屏蔽长度λ。估计的λ略大于AB堆叠的石墨烯的λ，这可能反映了波函数的概率的平面间分布的差异。
2021-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Non-Abelian Fibonacci quantum Hall states in 4-layer rhombohedral stacked graphene
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本文研究在菱方堆叠四层石墨烯中实现非阿贝尔斐波那契分数量子霍尔态的条件，通过调控磁场和位移场，在特定参数范围内稳定该态，并拓展到五层和三层石墨烯中的其他拓扑态。
2026-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Chiral superconductivity from parent Chern band and its non-Abelian generalization
University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）
研究基于父Chern带的最小模型，探讨相互作用对电子态的影响，发现包含金属、量子异常霍尔晶体、手性拓扑超导体等相图，并提出非阿贝尔Moore-Read量子霍尔相的可能。
2026-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
