研究前沿：Nature Physics-魔角石墨烯，热电势

魔角扭曲双层石墨烯Magic-angle twisted bilayer graphene，彰显了平带强关联产生的层展量子相emergent quantum phases。热传输现象Thermal transport，如热电势thermopower，对粒子-空穴的不对称性非常敏感，这使其成为探测潜在电子结构的关键工具。

今日，印度科学学院(Indian Institute of Science) Anindya Das团队Arup Kumar Paul，Ayan Ghosh，Souvik Chakraborty等，在Nature Physics上发文，报道实现了，魔角扭曲双层石墨烯的热电势实验测量，是载流子密度，温度和磁场的函数。在1K低温时，观察到异常大的热电势，其值达到100μV K−1量级。热电势表现出，有违Mott公式峰状特征，并对应于莫尔带(包括狄拉克点)整数填充附近的电阻峰。研究发现，这种较大的热电峰及其相关行为，是因为粒子-空穴高度不对称的电子结构引起的，这是因为莫尔平带的顺序填充和相关类狄拉克Dirac物理的恢复 recovery。此外，热电势，在超导转变附近显示出现反常峰，这表明了超导涨落superconducting fluctuations，在魔角扭曲双层石墨烯中的可能作用。

Interaction-driven giant thermopower in magic-angle twisted bilayer graphene
魔角扭曲双层石墨烯中，相互作用驱动的巨大热电势

图1：不同能带结构的热电势。

图2：热电势测量设置和器件响应。

图3：整数莫尔填充时的热电势响应。

图4：跨越超导转变的热电势。

图5：整数填充的狄拉克 revivals和热电峰的级联。

该项研究，理论定性地捕捉到了热电峰，热电势结果,对整数填充的相关诱导能隙,提出了更严格的上限，Δ≈0.1–0.2MeV。此外，讨论了各种其他类型的基态，如陈氏绝缘体，同位旋Pomeranchuk效应，和声子拖曳的预期热电势。陈氏绝缘体在低温下，虽不能产生热电峰，但Pomeranchuk效应可以导致额外熵，从而可以增强整数填充下的热电峰。声子拖曳预计在10K以下可以忽略不计，这在之前的单层和双层石墨烯已经实证证实。

文献链接：https://www.nature.com/articles/s41567-022-01574-3

DOI: https://doi.org/10.1038/s41567-022-01574-3

本文译自Nature。