通常磁性是由于Fermi能级统计（Fermi statistics）、排斥库仑相互作用协同作用导致，进而产生一定的电子自旋结构基态。因此，通过电场调控自旋磁性只能通过间接方法实现。有鉴于此，加州大学圣塔芭芭拉分校A. F. Young等报道了在实验条件中在轨道陈绝缘体（Chern insulator，一种具有长程轨道角动量的能带结构，其中自旋态保持杂乱态），通过电场调控磁态。

本文要点：

（1）

通过对单层石墨烯的旋转形成Bernal堆叠双层结构，构建了谷投影moiré微带(minibands)的窄带结构，在单位moiré能带单元中填充1/3电子的时候，观测了异常的量子化Hall效应，横向电阻（transverse resistance）近似于h/2e²，说明该体系中通过极化作用形成Chern数为2的单谷投影（single-valley-projected）能带。

（2）

在单位moiré能带单元中填充3个电子的时候，发现量子异常Hall效应能够可逆的通过电场调控化学势进行调控。此外，该转换过程呈滞后现象，能够用于非易失性电场导致磁状态的引发和消除。

（3）

通过DFT计算，发现该现象通过拓扑边缘态（edge state）引发，导致磁性变化，进而生成可逆的磁态变化。通过电压控制磁态，从而产生手性边缘态结构的非易失性磁畴结构。

这种调控能用于可调控微波电路用于构建超低功耗磁存储器。

参考文献

H. Polshyn, A. F. Young*, et. al. Electrical switching of magnetic order in an orbital Chern insulator, Nature 2020

DOI: 10.1038/s41586-020-2963-8

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2963-8