Ферми-сфера образуется в материалах с изотропной дисперсией как сферическая поверхность в импульсном пространстве, отделяющая заполненные электронные состояния от незаполненных. В некоторых двумерных материалах с немонотонной дисперсией может возникать ферми-кольцо, когда электроны заполняют кольцевую область, а при меньших и больших модулях импульса электронные состояния незаполненные.

В этой работе показано, что в многослойном графене с ромбоэдрической упаковкой анизотропное ферми-кольцо из-за кулоновского взаимодействия реконструируется в ферми-луну (Fermi lune) – серповидную область, которая может быть ориентирована одним из 6 возможных способов, показанных на рисунке. Стрелки показывают направление орбитального магнетизма в плоскости материала, и в разных местах образца могут реализовываться разные ориентации, разбивая его на магнитные домены. Фаза ферми-луны также демонстрирует невзаимный электронный транспорт: сопротивление в двух противоположных направлениях может отличаться на 23%.

#твердое_тело