魔角扭曲双层石墨烯中从量子反常霍尔绝缘体到重费米子半金属的演化

手性和平带极限下具有整数填充的扭曲双层石墨烯 (TBG) 的基态可通过精确解得知，而其动力学和热力学性质则由无偏量子蒙特卡罗 (QMC) 仿真揭示。然而，为了阐明对相关金属、绝缘体和超导态及其相变的实验观测，对现实的或非手性情况的研究至关重要。在这里，我们采用动量空间 QMC 方法，研究在自旋/谷极化的电荷中性点处偏离手性极限的魔角 TBG 中相关态的演化，这近似于填充因子 $\nu=-3$ 的实验案例。我们发现，随着 AA 跃迁强度达到实验值，基态从量子反常霍尔绝缘体演化为一种具有重费米子特征的有趣相关半金属态。这种状态类似于最近提出的重费米子表示，其中局域电子位于 AA 堆叠区域，而非局域电子通过 AB/BA 堆叠区域巡游。揭示了重费米子半金属相中局域电子和巡游电子的谱特征，并讨论了其与实验结果的联系。