魔角扭曲双层石墨烯具有多种电子态,包括相关的绝缘体,超导体和拓扑相。了解这些相出现的微观机制是需要确定电子-电子相互作用与量子退化(后者归因于自旋和谷自由度)。在这里,研究者通过高分辨率扫描隧道显微镜,发现随着电子填充,魔角扭曲双层石墨烯会出现一系列光谱跃迁。每一次整数填充莫尔带,其化学势都会明显变化,低能激发发生重排。这种光谱特征是由于库伦相互作用所造成的,即简并的平坦带分裂为哈伯德子带。经研究发现,这些相互作用(从实验上截取的强度)对垂直磁场的存在非常敏感,极大地改变了光谱跃迁。该工作所报道的级联跃迁,描述了魔角扭曲双层石墨烯是如何从相关的高温母态演变出低温下各种奇妙的绝缘体和超导体基态相。
Figure1. 在一个AA点处的光谱级联跃迁。
Figure 2. 原位哈伯德排斥性U理论模型。
Figure 3. 通过远程频带振荡观察化学势变化。
Figure 4. 在一个AA点处的 d
I/d
V 曲线。
该研究工作由普林斯顿大学Ali Yazdani课题组(第一作者是Dillon Wong),于2020年发表在Nature期刊上。原文:Cascade of electronic transitions in magic-angle twisted bilayer graphene。
摘自《石墨烯杂志》公众号: