在垂直磁场下，电荷中性石墨烯的基态被预测为具有铁磁序和自旋过滤的螺旋边缘通道的量子霍尔拓扑绝缘体。然而，在大多数实验中，观察到绝缘状态是由晶格尺度的相互作用引起的，该晶格尺度的相互作用促进了具有缺口的体积和边缘激发的对称性破坏状态。通过适当筛选与钛酸锶(SrTiO₃)衬底的高介电常数的库仑相互作用，我们将石墨烯零级朗道能级的基态调整到拓扑相。在低至1特斯拉的磁场下出现了坚固的螺旋边缘传输，并在微米长的距离上承受高达110开尔文的温度。这个多功能的石墨烯平台可以在自旋电子学和拓扑量子计算中发挥作用。
 
Fig. 1. 高k电介质上石墨烯中的自旋


Fig. 2. 低磁场量子自旋霍尔效应。
 
 
Fig. 3. 非局部螺旋边缘传输。
 
 
Fig. 4. 螺旋边缘输运的相位图。
 
 
        相关研究成果于2020年由法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学Benjamin Sacépé课题组，发表在Science(DOI: 10.1126/science.aax8201) 上。原文：Helical quantum Hall phase in graphene on SrTiO_3。

本帖摘自《石墨烯杂志》公众号：