8月14日消息，西湖大学徐世刚（Xu Shuigang）团队在《自然·材料》（Nature Materials）发表论文，报道了基于扭转菱面体石墨烯的量子反常霍尔（QAH）效应新平台，实现陈数（Chern number）的可编程、电学可调控制。

量子反常霍尔绝缘子的可编程拓扑态要求对其拓扑不变量——陈数C进行调控，这是该领域长期追求的目标。该团队在扭转单层-多层（1+N）菱面体石墨烯中发现了C=N的QAH态：层 数N=3、4、5直接设定陈数，即材料层数成为设定拓扑不变量的自由度。

研究进一步展示了原位电学控制能力：在扭转单层-三层器件中，通过静电掺杂或位移场可以切换C的符号；在扭转伯纳双层-菱面体四层石墨烯中，位移场驱动了C=3与C=4两种不同QAH态之间的拓扑相变。

团队在多个1+N菱面体石墨烯样品上的磁输运测量证实了高陈数量子反常霍尔效应的存在。论文作者还包括浙江大学合作者以及提供六方氮化硼样品的日本国立材料科学研究所（NIMS）Watanabe与Taniguchi。

这项工作建立了一个层工程化、电学可调的QAH平台。作者指出，该平台有望实现关联拓扑态的按需工程构筑——对拓扑量子计算等依赖任意陈数量子霍尔平台的应用方向具有重要意义。 （来源：Nature Materials）