魔角扭转双层石墨烯中的动力学关联与有序性

在魔角扭转双层石墨烯中，输运、热力学和谱学实验表明存在有无电子序的不同低能态之间的竞争。我们使用扭转双层石墨烯的拓扑重费米子(THF)模型上的动力学平均场理论(DMFT)，研究在无应变情况下电子关联与长程有序的出现。我们在温度基础上对比矩形成、Kondo屏蔽与有序化，并基于三个核心现象解释涌现关联态的本质：(i) 约100K时局域自旋与谷同位旋矩的形成，(ii) 约10K时局域同位旋矩的有序化抢先于Kondo屏蔽，以及(iii) 掺杂时局域与离域电子态之间电荷的级联重分布。在整数填充处，我们发现对称相中低能谱权重被耗尽，而在零应变有序相中我们发现由交换耦合增强带隙的绝缘态。远离整数填充的掺杂导致不同的金属态：有序温度之上的“坏金属”，其中无序局域矩的散射抑制了电子相干性；以及有序态中的“好金属”，其中准粒子的相干性由同位旋序促进。该发现揭示了有序产生相干性作为实验观察到的Pomeranchuk效应的微观机制。掺杂时，局域与离域电子轨道之间发生周期性电荷重排，导致掺杂诱导的Lifshitz转变级联、局域谱权重重分布以及电子压缩率的周期性变化。我们的发现为扫描隧穿谱、输运和压缩率实验中最令人困惑的方面提供了统一理解。