具有现实库仑相互作用的双层石墨烯中的电子基态

在洁净的双层石墨烯样品中，低温下已实验观测到绝缘与导电两种电子行为，而对于半填充且无磁场时相互作用基态的本质仍无共识。理论上，针对弱相互作用强度已预言了若干绝缘基态的可能性。然而，近期针对具有短程相互作用的电荷中性双层石墨烯的哈伯德模型重整化群计算表明，低能狄拉克费米子的出现将稳定弱相互作用下的金属相。利用非微扰投影量子蒙特卡洛，我们采用包含短程与长程贡献的现实库仑相互作用模型计算了双层石墨烯的基态。我们发现使双层石墨烯产生能隙需要有限的临界在位相互作用，从而在存在长程库仑势的情况下仍证实了哈伯德模型的预期，并与我们的理论重整化群分析一致。此外，我们还发现破坏金属基态所需的临界在位相互作用随层间耦合增强而减小。