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扭转双层石墨烯中的电可调平带与磁性

介观与纳米尺度物理 2019-09-04 v4 材料科学 强关联电子

摘要

扭转石墨烯双层通过利用所形成的几何 moiré 超晶格,为设计具有新颖涌现性质的超材料提供了通用平台。已知此类超晶格在极小转角(α0.3\alpha\approx 0.3 ^\circ)下承载体谷电流,并在魔角(α1\alpha \approx 1^\circ)处出现平带。我们证明,将扭转角调至 α0.8\alpha^*\approx 0.8^\circ 可在远离电荷中性处生成具有三角超晶格周期性的平带。当以每个 moiré 晶胞 ±6\pm 6 个电子掺杂时,这些带为半填充,且电子相互作用产生对称性破缺的基态(Stoner 不稳定性),具有自旋极化区域并铁磁有序。施加层间电场打破反演对称性,并引入依赖于谷的色散,从而淬灭磁序。基于这些结果,我们提出了一种可实现电可调强关联的固态平台。

关键词

引用

@article{arxiv.1905.07651,
  title  = {Electrically Tunable Flat Bands and Magnetism in Twisted Bilayer Graphene},
  author = {T. M. R. Wolf and J. L. Lado and G. Blatter and O. Zilberberg},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1905.07651},
  year   = {2019}
}

备注

6 pages, 3 figures and supplementary material (4 pages, 3 figures). Published version