最新Nature: 扭曲雙層石墨烯中的可調關聯態和自旋極化相

【引言】

近來的研究在魔角扭曲雙層石墨烯中發現了相互關聯的絕緣態和超導性。這為在扭曲范德瓦爾斯異質結構中實現對電子相關性的實驗研究奠定了基礎。因此，將這一對于扭曲角的控制行為拓展到其他二維系統，或許能夠展現類似的物理行為，并在這些系統中實現對電子-電子作用的調控。

【成果簡介】

麻省理工大學的Pablo Jarillo-Herrero和曹原（共同通訊作者）等人發文報道了一種基于小角扭曲雙層石墨烯（TBBG）的高度可調關聯系統。研究人員發現TBBG具有豐富的相圖性質以及對扭曲角和電位移場（displacement field）高度敏感的可調關聯絕緣態，進一步地說，關聯絕緣態能夠根據電位移場的開/關狀態進行轉變。而關聯態對磁場的響應則表明自旋極化基態的存在，這與魔角扭曲雙層石墨烯完全不同。不僅如此，在更低的扭曲角范圍內，TBBG在電中性區附近展現了多系列的平帶（flat band），導致了多種關聯態的出現，并且均能被電位移場所調控。研究認為，這些結果為在扭曲超晶格中探索扭曲角/電場可控的關聯相提供了機會。2020年05月06日，相關成果以題為“Tunable correlated states and spin-polarized phases in twisted bilayer–bilayer graphene”的文章在線發表在Nature上。

【圖文導讀】

圖1 TBBG的結構和輸運特性表征

圖2 TBBG中位移場可調的關聯絕緣態

圖3 TBBG中位移場可調的關聯絕緣態的磁場響應行為

圖4 多平帶系統中的關聯絕緣態

文獻鏈接：Tunable correlated states and spin-polarized phases in twisted bilayer–bilayer graphene（Nature, 2020, DOI: 10.1038/s41586-020-2260-6）

本文由材料人學術組NanoCJ供稿。

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