新泽西州立大学Eva Y. Andrei课题组–魔角扭曲双层石墨烯中的平带载流子限制

魔角扭曲双层石墨烯由于其几乎无色散的低能带和可调节的能带填充能力，已经成为研究强关联电子物理的强大平台。关于控制石墨烯层之间扭转角的技术已经有了快速的实验进展，但是提高样品质量，对于将精细的相关电子物理从无序效应中分离开是至关重要的。由于系统的2D性质和相对较低的载流子密度，样品很容易受到掺杂不均匀性的影响，这可能极大地改变局部电势分布情况。这种潜在的无序效应不同于先前报道过的扭曲角变化。这里，通过使用低温扫描隧道光谱和平面隧道结测量，证明了扭曲双层石墨烯中的平带可以放大少量掺杂不均匀性，从而导致载流子限制效应，而以前这种情况在石墨烯中只能在强磁场存在下才能实现。

Figure 1. 魔角扭曲双层石墨烯的扫描隧道显微镜/扫描隧道显微镜测量。a）扫描隧道显微镜设备和测量设置示意图，b）在300毫伏偏压和30帕隧道电流下测量的扫描隧道显微镜形貌，c）各种堆叠排列的图示，d）显示了典型的dI/dV_b谱。

Figure 2. a）在AA区域处的 dI/dV_b漫谱。b）图a中白色矩形标记区域的放大视图。c）栅电压相关的选择部分的dI/dV_b谱图。

Figure 3．样品中局部掺杂变化的证据。a）dI/dV_b空间漫谱，b）显示了单个dI/dV_b漫谱，c）图a中穿过导电岛的一条线切割。

Figure 4．TBG平面隧道器件中的载流子限制。a）平面隧道器件示意图，b）在0 V背栅电压下测量的隧道光谱，c）STS栅电压相关的漫谱，d）电荷中性点位置相关性示意图，e) 栅电压相关的高分辨dI/dV_b漫谱。

该研究工作由新泽西州立大学Eva Y. Andrei课题组于2021年发表在NATURE COMMUNICATIONS期刊上。原文：Flat band carrier confinement in magic-angle twisted bilayer graphene。