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리서치 하이라이트

매직 앵글(Magic-angle) 뒤틀린 이중층 그래핀(Graphene)의 분수 Chern 절연체

Nature 600, 7889

1988년 위상 차수, 전하 분할, 비-아벨(Non-abelian) 통계와 같은 새로운 개념을 도입한 분수 양자 홀(Fractional quantum Hall)의 발견으로 노벨상을 수여하였다. 이러한 효과를 안정화하려면 큰 자기장이 필수적이며, 이는 분수 양자 홀 상태와 관련된 잠재적 응용 분야에 큰 장애물로 작용한다. Yacoby와 연구진들은 모아레 그래핀(Moiré graphene)에서 5 Tesla까지의 낮은 자기장에서 이러한 상태의 유사체(부분 Chern 절연체)를 발표하였다. 자기장의 역할은 전자 밴드 구조를 분수 양자 홀 상태와 같이 0이 아닌 Chern 수를 가진 Landau 수준으로 분할하는 대신 기본 Chern 밴드의 Berry 곡률을 재분배하는 것이다. 이러한 결과는 부분적인 Chern 절연체가 0 자기장에서 실현될 수 있고, 모아레 시스템에서 음파 여기의 탐색 및 조작을 위한 길을 열 수 있음을 강력하게 시사한다.