研究透视：Nature-铁磁性，菱面体三层石墨烯中，半金属和四分之一金属
铁磁性在过渡金属化合物中最常见，其中电子占据高度局部化的 d 轨道。然而，铁磁有序也可能出现在低密度二维电子系统中。今日，加州大学圣巴巴拉分校Andrea F. Young团队在Nature上发文，报道了菱面体三层石墨烯中，栅极调谐的范霍夫奇点，将电子系统的自发铁磁极化驱动为一种或多种自旋和谷型。使用电容和传输测量，观察到相之间的一系列密度和电子位移场调谐跃迁，其中量子振荡具有四倍、两倍或一倍的简并性，与自旋和谷简并正常金属相关，自旋极化的“半金属”，以及自旋和谷极化的“四分之一金属”。对于电子掺杂，包含谷-各向异性相互作用的现象学 Stoner 模型，很好地捕获了数据的显着特征。对于孔填充，观察到更丰富的相图，其特征是费米表面拓扑结构中对称性破坏和跃迁之间的微妙相互作用。最后，使用旋转对齐的六方氮化硼衬底， 引入了莫尔超晶格。同位旋顺序只是微弱的扰动，每当在半或四分之一超晶格带填充时，出现流动的半或四分之一金属态时，莫尔势能催化拓扑非平凡带隙态的形成。
图1 菱面体三层石墨烯中的自发对称性破缺。