最近，在3/4填充附近的雙絞石墨烯(TBG)中，我們發(fā)現(xiàn)具有自發(fā)鐵磁性的量子異常霍爾效應(yīng)。重要的是，我們還觀察到極小電流甚至可以切換磁化方向，這為實(shí)現(xiàn)低功耗磁存儲(chǔ)器提供了前景。然而，由于人們普遍認(rèn)為石墨烯中的電荷電流是非磁性的，因此對(duì)電流驅(qū)動(dòng)的磁化切換機(jī)理知之甚少。在這項(xiàng)工作中，我們證明了在TBG中，扭轉(zhuǎn)和襯底引發(fā)的對(duì)稱性破缺，會(huì)使電荷電流產(chǎn)生平面外軌道磁化。此外，平坦帶的大貝里曲率使布洛赫電子具有較大的軌道磁矩，因此較小的電流可以產(chǎn)生較大的軌道磁化強(qiáng)度。在實(shí)驗(yàn)中，我們進(jìn)一步證明了電荷電流如何將鐵磁TBG的磁化強(qiáng)度切換到3/4填充附近。
Fig. 1 TBG的能量色散。
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Fig. 2 布洛赫電子的軌道磁矩。
Fig. 3 應(yīng)變TBG的磁電響應(yīng)。
Fig. 4 電流感應(yīng)的磁化切換。
相關(guān)研究成果于2020年由香港科技大學(xué)K. T. Law課題組，發(fā)表在Nature Communications (https://doi.org/10.1038/s41467-020-15473-9）上。原文：Giant orbital magnetoelectric effect and current-induced magnetization switching in twisted bilayer graphene
