利用手性光学腔在魔角之外调控扭转双层石墨烯平带

扭转双层石墨烯（TBG）是近年来发现的二维超晶格结构，展现出强关联量子多体物理，包括奇异金属行为与非常规超导性。TBG 的大部分奇异性质都与在所谓魔角 $\theta \approx 1.05^{\circ}$ 处出现的一对孤立拓扑平电子带有关，但这些平带十分脆弱。本工作中，我们展示通过采用手性光学腔，可在约 $0.8^{\circ}<\theta<1.3^{\circ}$ 的区间内，于魔角之外稳定拓扑平带。如一个简化理论模型所强调的，由腔的手性所诱导的时间反演对称性破缺（TRSB）在压平孤立能带并使其余能谱打开能隙中起着根本性作用。此外，TRSB 抑制贝里曲率并诱导拓扑相变，在 $\Gamma$ 点发生能隙闭合，朝向具有两条陈数等于 $0$ 的孤立平带的能带结构。我们讨论了腔的效率随扭转角、光-物质耦合及光学腔特征频率的变化关系。我们的结果表明了利用光学器件在 TBG 中调控平带的可能性，将莫尔超晶格中强关联拓扑电子相的出现拓展至更宽的扭转角范围。