某些扭曲的范德华异质结构中出现的扁平带处由于电子之间强相互作用，导致形成各种相关的物相。特别地，通过改变扭转角和外部电场，可以调节扭曲双层石墨烯主体相关的绝缘状态。这里，报道了扭曲双层石墨烯的电传输测量，其中研究了自发性对称性破缺的基本作用。随着温度降低，相关绝缘态附近的每个金属态均表现出下降的电阻率，以及相关的非线性电流-电压特性。尽管与超导在质量上有相似之处，霍尔系数点的符号同时反转而是以自发的对称性破裂导致电阻率突然下降，而焦耳热似乎以非线性运输为基础。该研究结果表明，类似的机制可能也应用于更广泛的半导体平带范德华力异质结构之中。
 
Figure 1. 1.30∘ tDBG装置中可调的能带结构和传输特性。（a）tDBG装置封装在六边形氮化硼（BN）和石墨栅极里的原理示意图，（b）tDBG装置的电阻率，（c）计算的能带结构，（d）计算的态密度（DOS），（e）能带隙，（f-g）电阻率和霍尔系数。
 

Figure 2. tDBG装置中温度相关的传输和焦耳热性质。（a）电阻率随温度和位移场的变化情况，（b-c）晕圈区域内部和外部的ρ(T)曲线，（d）电阻率与不同施加偏置电流的函数关系，（e）不同电阻率与计算的焦耳热功率的函数关系。
 

Figure 3. 验证晕圈区域内自发对称性破缺。（a）不同温度下获得的电阻率，（b）相应的漫谱图，（c）R_H与温度的函数关系（T）,（d）霍尔密度与ν的函数关系。
 
该研究工作由华盛顿大学Matthew Yankowitz 联合Xiaodong Xu课题组于2020年发表在Nature Physics国际顶级期刊上。原文：Symmetry breaking in twisted double bilayer graphene。

摘自《石墨烯杂志》公众号：