最新Nature: 扭曲双层石墨烯中的可调关联态和自旋极化相

【引言】

近来的研究在魔角扭曲双层石墨烯中发现了相互关联的绝缘态和超导性。这为在扭曲范德瓦尔斯异质结构中实现对电子相关性的实验研究奠定了基础。因此，将这一对于扭曲角的控制行为拓展到其他二维系统，或许能够展现类似的物理行为，并在这些系统中实现对电子-电子作用的调控。

【成果简介】

麻省理工大学的Pablo Jarillo-Herrero和曹原（共同通讯作者）等人发文报道了一种基于小角扭曲双层石墨烯（TBBG）的高度可调关联系统。研究人员发现TBBG具有丰富的相图性质以及对扭曲角和电位移场（displacement field）高度敏感的可调关联绝缘态，进一步地说，关联绝缘态能够根据电位移场的开/关状态进行转变。而关联态对磁场的响应则表明自旋极化基态的存在，这与魔角扭曲双层石墨烯完全不同。不仅如此，在更低的扭曲角范围内，TBBG在电中性区附近展现了多系列的平带（flat band），导致了多种关联态的出现，并且均能被电位移场所调控。研究认为，这些结果为在扭曲超晶格中探索扭曲角/电场可控的关联相提供了机会。2020年05月06日，相关成果以题为“Tunable correlated states and spin-polarized phases in twisted bilayer–bilayer graphene”的文章在线发表在Nature上。

【图文导读】

图1 TBBG的结构和输运特性表征

图2 TBBG中位移场可调的关联绝缘态

图3 TBBG中位移场可调的关联绝缘态的磁场响应行为

图4 多平带系统中的关联绝缘态

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

本文由材料人学术组NanoCJ供稿。