某些扭曲的范德華異質(zhì)結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的扁平帶處由于電子之間強(qiáng)相互作用，導(dǎo)致形成各種相關(guān)的物相。特別地，通過改變扭轉(zhuǎn)角和外部電場，可以調(diào)節(jié)扭曲雙層石墨烯主體相關(guān)的絕緣狀態(tài)。這里，報(bào)道了扭曲雙層石墨烯的電傳輸測量，其中研究了自發(fā)性對稱性破缺的基本作用。隨著溫度降低，相關(guān)絕緣態(tài)附近的每個(gè)金屬態(tài)均表現(xiàn)出下降的電阻率，以及相關(guān)的非線性電流-電壓特性。盡管與超導(dǎo)在質(zhì)量上有相似之處，霍爾系數(shù)點(diǎn)的符號(hào)同時(shí)反轉(zhuǎn)而是以自發(fā)的對稱性破裂導(dǎo)致電阻率突然下降，而焦耳熱似乎以非線性運(yùn)輸為基礎(chǔ)。該研究結(jié)果表明，類似的機(jī)制可能也應(yīng)用于更廣泛的半導(dǎo)體平帶范德華力異質(zhì)結(jié)構(gòu)之中。
Figure 1. 1.30° tDBG裝置中可調(diào)的能帶結(jié)構(gòu)和傳輸特性。（a）tDBG裝置封裝在六邊形氮化硼（BN）和石墨柵極里的原理示意圖，（b）tDBG裝置的電阻率，（c）計(jì)算的能帶結(jié)構(gòu)，（d）計(jì)算的態(tài)密度（DOS），（e）能帶隙，（f-g）電阻率和霍爾系數(shù)。
Figure 2. tDBG裝置中溫度相關(guān)的傳輸和焦耳熱性質(zhì)。（a）電阻率隨溫度和位移場的變化情況，（b-c）暈圈區(qū)域內(nèi)部和外部的
ρ(T)曲線，（d）電阻率與不同施加偏置電流的函數(shù)關(guān)系，（e）不同電阻率與計(jì)算的焦耳熱功率的函數(shù)關(guān)系。
Figure 3. 驗(yàn)證暈圈區(qū)域內(nèi)自發(fā)對稱性破缺。（a）不同溫度下獲得的電阻率，（b）相應(yīng)的漫譜圖，（c）
RH與溫度的函數(shù)關(guān)系（
T）,（d）霍爾密度與
ν的函數(shù)關(guān)系。
該研究工作由華盛頓大學(xué)Matthew Yankowitz 聯(lián)合Xiaodong Xu課題組于2020年發(fā)表在Nature Physics國際頂級期刊上。原文：Symmetry breaking in twisted double bilayer graphene。
摘自《石墨烯雜志》公眾號(hào)：
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