與魔角扭曲雙層石墨烯相關絕緣體態(tài)和超導電性的最新發(fā)現(xiàn)，使得在扭曲范德華異質(zhì)結構中實現(xiàn)可調(diào)與電子關聯(lián)的實驗研究成為可能，同時這種新穎的扭轉(zhuǎn)角控制可以推廣到其他二維系統(tǒng)中，這些系統(tǒng)可能表現(xiàn)出類似的物理行為，并且能夠調(diào)諧和控制電子-電子相互作用的強度。在這里，作者報告了一個基于小角度扭曲雙層-雙層石墨烯（TBBG）高度可調(diào)的相關系統(tǒng)，該系統(tǒng)由兩層旋轉(zhuǎn)的貝納爾堆疊的雙層石墨烯組成。研究表明，TBBG呈現(xiàn)豐富的相圖，具有可調(diào)諧相關絕緣體態(tài)，對扭轉(zhuǎn)角和電位移場的應用都高度敏感，后者反映了貝納爾堆疊的雙層石墨烯的固有極化率。相關的絕緣體狀態(tài)可以通過摩爾單位晶格的所有整數(shù)電子填充的位移場來打開和關閉。與魔角扭曲雙層石墨烯形成鮮明對比的是，這些相關態(tài)對磁場的響應表明了自旋極化基態(tài)的存在。此外，在較低的扭曲角范圍內(nèi)，TBBG在電荷中性附近顯示了多組平坦帶，導致許多相關狀態(tài)對應于每個平坦帶的半填充，這些狀態(tài)也可以通過位移場進行調(diào)整。這樣的結果使得有助于能夠探索多平帶扭曲超晶格中物質(zhì)的扭角和電場控制相關相態(tài)。
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Figure 1. TBBG的結構和傳輸特性
Figure 2. TBBG中位移場可調(diào)的相關絕緣體狀態(tài)
Figure 3. TBBG中位移場可調(diào)的相關絕緣體狀態(tài)的磁場響應
Figure 4. 多平坦能帶系統(tǒng)中的相關絕緣體狀態(tài)
相關研究成果于2020年由麻省理工學院
Pablo Jarillo-Herrero課題組，發(fā)表在Nature（doi.org/10.1038/s41586-020-2260-6）上。原文：Tunable correlated states and spin-polarized phases in twisted bilayer–bilayer graphene。
