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魔角附近掺杂扭转双层石墨烯:接近维格纳晶化而非莫特绝缘

强关联电子 2018-10-15 v3 介观与纳米尺度物理

摘要

我们设计了一个模型来解释为何扭转双层石墨烯(TBLG)在ν=2,3\nu=2,3个电荷占据一个莫尔元胞时表现出绝缘行为(这一特征被归因于Mottness),但在ν=1\nu=1时却不表现,这显然与莫特绝缘不一致。我们计算rs=EU/EKr_s=E_U/E_K,其中EUE_UEKE_K分别为势能和动能,并表明(i)莫特判据位于比实验高10410^4倍的密度处,且(ii)作为ν\nu的函数存在向一系列维格纳晶态的相变。我们发现,对于ν=1\nu=1rsr_s未能跨越三角晶格的阈值(rs=37r_s = 37),从而呈现金属输运。然而,对于ν=2\nu=2ν=3\nu=3,阈值rs=22r_s=22rs=17r_s=17分别得到满足,对应于向具有蜂窝(ν=2\nu=2)和kagome(ν=3\nu=3)结构的维格纳晶体(WC)的相变。我们认为,此类晶态构成了分析超导性的正确出发点。

关键词

引用

@article{arxiv.1804.01101,
  title  = {Doped Twisted Bilayer Graphene near Magic Angles: Proximity to Wigner Crystallization not Mott Insulation},
  author = {Bikash Padhi and Chandan Setty and Philip W. Phillips},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1804.01101},
  year   = {2018}
}

备注

Version accepted in Nano Letters