扭转双层石墨烯中相互作用驱动的能带平坦化与关联相

平坦电子带是魔角扭转双层石墨烯（TBG）的特征，承载丰富的关联现象。早期理论考虑表明，在魔角处狄拉克速度消失且莫尔带整体宽度变得极窄。然而，该情景与揭示有限狄拉克速度以及显著大于预测的带宽的实验研究相矛盾。此处我们使用有限和零磁场中的空间分辨谱学来检验莫尔带的电子结构及其与关联相的复杂联系。通过追踪有限场中朗道能级的相对位移，我们探测到填充依赖的能带平坦化，其意外地始于约 1.3 度，远在魔角之上，因而名义上处于弱关联区。我们进一步表明，随着扭转角减小，莫尔带在逐渐更低的掺杂水平变得最大平坦。令人惊讶的是，当扭转角达到使最大平坦化出现在每个莫尔原胞近似填充 $-2$、$+1$、$+2$、$+3$ 个电子的值时，相应的零场关联相开始浮现。我们的观测得到纳入库仑充电能量与交换相互作用间相互作用的计算的证实；共同这些效应产生能带平坦化，从而显著增强态密度，促成观测到的对称性破缺级联转变。除钉扎于整数填充的浮现相外，我们还实验鉴定了在 $\pm 2$ 填充附近更宽掺杂范围内的一系列显著关联驱动能带形变和软能隙，此处预期存在超导。我们的结果凸显了相互作用驱动能带平坦化在 TBG 中形成稳健关联相的作用。