魔角扭转双层石墨烯在低温下的巨热电势与功率因子

本文在低温区（1–20 K）从理论上研究了扭转双层石墨烯（tBLG）中面内声子曳引热电势 $S^g$、扩散热电势 $S^d$ 和功率因子 $PF$ 随扭转角 $\theta$、温度 $T$ 和电子密度 $n_s$ 的变化。当 $\theta$ 接近魔角 $\theta_m$ 时，$S^g$ 和 $S^d$ 被强烈增强，这是近 $\theta_m$ 的莫尔平带中电子费米速度 ${\nu_F}^*$ 被极大抑制的表现。该增强随 $\theta$ 和 $T$ 增大而减弱。在 Bloch-Gruneisen（BG）区，发现 $S^g \sim {\nu_F}^{* -2}$、$T^3$ 和 ${n_s}^{-1/2}$。随 $T$ 升高，$S^g \sim T^\delta$ 中的指数 $\delta$ 由 3 变为近零，并估算出在约 20 K 时 $S^g$ 最大值约 10 mV/K。在低（高）温区，较小 $n_s$ 对应较大（较小）$S^g$。另一方面，由 Mott 公式支配的 $S^d$ $\sim {\nu_F}^{* -1}$、$T$ 和 ${n_s}^{-1/2}$，且当 $T > \sim$ 2 K 时 $S^d<<S^g$。功率因子 $PF$ 也被发现强烈依赖于 $\theta$ 并大幅增强。进而讨论了巨大品质因数的可能性。在 tBLG 中，除 $T$ 和 $n_s$ 外，$\theta$ 是 $S^g$、$S^d$ 和 $PF$ 的强调控参数。我们的结果定性地与 tBLG 中测量的面外热电势相比较。