双层石墨烯中的反铁磁态

受Velasco Jr.等人近期实验的启发[J. Velasco Jr.等人, Nat. Nanotechnology 7, 156 (2012)]，我们发展了一个平均场理论，研究在任意垂直磁场B下，电荷中性点处双层石墨烯中相互作用诱导的反铁磁（AF）态。我们证明AF态可以在所有B下持续存在。在较高B下，该态连续交叉到ν=0量子霍尔铁磁体的AF相，该相最近被认为在绝缘的ν=0态中实现。平均场准粒子间隙在B=0时有限，并随B增加而增大，在量子霍尔区域变为准线性，与报道的输运间隙行为一致。通过调整模型的两个自由参数，我们使间隙依赖性的关键参数——其零场值和高场斜率——的实验值与理论值同时定量吻合。我们的发现表明，参考文献1中在双层石墨烯中观察到的绝缘态在所有磁场下都是反铁磁的（考虑塞曼效应后为倾斜的）。