从自旋-轨道耦合驱动的拓扑绝缘体到石墨烯，许多材料中都出现了拓扑非平凡态。在单层和双层石墨烯等含有多沟道导体中，尽管整个布里渊带的总Chern数为零，但集中在不同波谷不同信号的Berry曲率会影响材料的传输特性。在这里，我们研究了菱形六面体石墨的薄膜，发现其似乎可以保留多达几十层的真正二维特性，并具有大Berry曲率的二维电子态，同时伴随着巨大的电子固有磁矩。可以通过静电门控来控制每个波谷附近的Berry曲率和磁化强度，从而产生可调节的异常霍尔效应和二维Landau能级谱的特殊结构。 
 
Fig. 1 菱形石墨薄膜中的电子扩散和朗道能级。
 
 
Fig. 2 具有对称性破坏的ABC石墨膜中轨道磁矩和与谷有关的Landau能级谱。
 
 
Fig. 3 异常霍尔效应。
 

Fig. 4 具有表面堆垛缺陷的菱形石墨薄膜。
 
 
Fig. 5 具有全频带模型和反常霍尔系数的菱形石墨膜光谱。
 
 
Fig. 6 全频带模型与有效双频带模型的比较。
 
 
Fig. 7 a Landau能级谱是在Δ=5meV时垂直磁场Bz的函数。b 对于在K’/K处的Δ=5meV，绘制了B_z=3T被轨道磁矩偏移的费米面。
 
     相关研究成果于2019年由兰开斯特大学物理系Edward McCann课题组，发表在Communications Physics (https://doi.org/10.1038/s42005-019-0268-8)上。原文：Films of rhombohedral graphite as two-dimensional topological semimetals。