研究透视：加州金辰皓团队-魔角石墨烯 | Nature

在双层魔角石墨烯magic-angle twisted bilayer graphene (MATBG)中，已经报道了许多相关的多体相，包括传统的和奇异的。然而，与这些相关态动力学，对于理解潜在的物理学至关重要，但仍待探索。

今日，美国加利福尼亚大学圣芭芭拉分校（University of California at Santa Barbara）Tian Xie，金辰皓Chenhao Jin等，在Nature上发文，结合激子传感和光泵-探针光谱，在整个平带上，研究了具有WSe2衬底的双层魔角石墨烯MATBG中，同位旋序的动力学，实现了亚皮秒分辨率。

在ν=2附近和ν=-3和-2之间的宽填充范围内，观察到了非常慢的同位旋动力学，寿命高达300ps，并退耦于电子温度快得多的冷却（约10ps）。这种非热行为表明，在同位旋自由度中，存在异常长寿命模式。

这一观测结果是理论上没有预料到的，这暗示了长程传播的集体模式、强烈的同位旋涨落和记忆效应的存在，并与谷间相干或非公度Kekulé螺旋基态有关。进一步证明了先前在整数填充附近发现的非平衡控制同位旋序。具体来说，通过超快操作，可以暂时远离整数填充。

这一研究展示了双层魔角石墨烯MATBG中，集体激发的独特探索，并为主动控制莫尔系统中的非平衡现象铺平了道路。

Long-lived isospin excitations in magic-angle twisted bilayer graphene.
双层魔角石墨烯中的长寿命同位旋激发。

图1: 在双层魔角石墨烯magic-angle twisted bilayer grapheneMATBG中，同位旋序和动力学的激子传感。

图2: 在双层魔角石墨烯MATBG中的填充相关动力学。

图3: 电荷和同位旋动力学之间的退耦。

图4: 级联特征的超快操作。

文献链接

Xie, T., Xu, S., Dong, Z. et al. Long-lived isospin excitations in magic-angle twisted bilayer graphene. Nature (2024).

https://doi.org/10.1038/s41586-024-07880-5

https://www.nature.com/articles/s41586-024-07880-5

本文译自Nature。