魔角扭曲雙層石墨烯具有多種電子態(tài)，包括相關(guān)的絕緣體，超導(dǎo)體和拓?fù)湎?。了解這些相出現(xiàn)的微觀機制是需要確定電子-電子相互作用與量子退化（后者歸因于自旋和谷自由度）。在這里，研究者通過高分辨率掃描隧道顯微鏡，發(fā)現(xiàn)隨著電子填充，魔角扭曲雙層石墨烯會出現(xiàn)一系列光譜躍遷。每一次整數(shù)填充莫爾帶，其化學(xué)勢都會明顯變化，低能激發(fā)發(fā)生重排。這種光譜特征是由于庫倫相互作用所造成的，即簡并的平坦帶分裂為哈伯德子帶。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，這些相互作用（從實驗上截取的強度）對垂直磁場的存在非常敏感，極大地改變了光譜躍遷。該工作所報道的級聯(lián)躍遷，描述了魔角扭曲雙層石墨烯是如何從相關(guān)的高溫母態(tài)演變出低溫下各種奇妙的絕緣體和超導(dǎo)體基態(tài)相。
Figure1. 在一個AA點處的光譜級聯(lián)躍遷。
Figure 2. 原位哈伯德排斥性U理論模型。
Figure 3. 通過遠(yuǎn)程頻帶振蕩觀察化學(xué)勢變化。
Figure 4. 在一個AA點處的 d
I/d
V 曲線。
該研究工作由普林斯頓大學(xué)Ali Yazdani課題組（第一作者是Dillon Wong），于2020年發(fā)表在Nature期刊上。原文：Cascade of electronic transitions in magic-angle twisted bilayer graphene。
摘自《石墨烯雜志》公眾號：
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