利用低温量子扭转显微镜测量扭绉单层石墨烯的声子色散与电子-声子耦合
介观与纳米尺度物理
2025-05-21 v1 强关联电子
摘要
电子与声子之间的耦合是固体中的基本相互作用，支撑着诸如电阻率、热导率和超导性等多种现象的发生。然而，对于单个声子模式的直接测量仍是一个重大挑战。本文引入了一种用于映射van der Waals材料声子色散和电子-声子耦合（EPC）的新技术。通过将量子扭转显微镜推广到低温，演示了其不仅能通过弹性动量守恒隧穿映射电子色散，还能通过非弹性动量守恒隧穿映射声子色散。关键在于，非弹性隧穿强度提供了动量和模式分辨率的EPC的直接且定量的度量。我们使用该技术测量了扭绉单层石墨烯（TBG）的声子谱和EPC。意外地发现，与标准声学声子不同，TBG表现出一种低能模式，其与电子的耦合随扭角减小而增强。我们指出，这种独特的耦合源于由莫尔克系统的层反称'位子'模式调制的层间隧穿。本文所示的技术为探测其他各种中性集体模式（包括赝声子、磁性子和自旋子）与电子隧穿的耦合开辟了道路。
引用
@article{arxiv.2407.13404,
title = {Measuring Phonon Dispersion and Electron-Phason Coupling in Twisted Bilayer Graphene with a Cryogenic Quantum Twisting Microscope},
author = {John Birkbeck and Jiewen Xiao and Alon Inbar and Takashi Taniguchi and Kenji Watanabe and Erez Berg and Leonid Glazman and Francisco Guinea and Felix von Oppen and Shahal Ilani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.13404},
year = {2025}
}