В шестислойном графене обнаружили магнитное состояние, управляемое электрическим полем
В шестислойном графене исследователи обнаружили состояние, в котором электрическое поле позволяет обращать магнитный гистерезис. Вместе с ним в образце выявили несколько областей сверхпроводимости и коррелированные изолирующие состояния. Результаты расширяют представление о квантовых фазах, возникающих при коллективном взаимодействии электронов в тонких углеродных структурах.
Авторы изучали графен с ромбоэдрической укладкой шести слоёв в полуметаллическом режиме. В нём зона проводимости и валентная зона перекрываются, поэтому электронные и дырочные состояния могут сосуществовать. Ранее основное внимание в подобных системах уделялось режимам, где эти зоны разделены, что оставляло область перекрытия сравнительно мало исследованной.
Вблизи инверсии зон команда выделила два состояния с признаками сверхпроводимости, существовавшие только при одновременном наличии электронных и дырочных поверхностей Ферми. Такое совпадение указывает на возможную роль обоих типов носителей, но само по себе ещё не устанавливает механизм образования сверхпроводящих пар. Отдельное магнитное состояние резко переключалось под действием однополярного электрического поля, что авторы связывают со спонтанной электрической поляризацией.
Работа описывает экспериментальную фазовую диаграмму материала и её феноменологическую интерпретацию. Она не демонстрирует готовую память или другое электронное устройство. Предполагаемая связь электрической и магнитной поляризации требует дальнейшего исследования, а наблюдаемые признаки отдельных состояний не снимают вопрос об их микроскопической природе.