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近30度扭转双层石墨烯中的莫尔超晶格效应与能带结构演化

介观与纳米尺度物理 2022-02-23 v2

摘要

在二维晶体堆叠中,晶格常数的失配和晶轴的错位会导致莫尔图案的形成。我们表明,莫尔超晶格效应在具有大扭转角和短莫尔周期的扭转双层石墨烯(tBLG)中持续存在。利用角分辨光电子能谱,我们观察到布里渊区大范围内价带拓扑的剧烈变化,包括 MM 点鞍点附近以及距狄拉克点 3 eV 的能量区间。在此能量范围内,我们分辨出若干莫尔微带,并探测到重构色散中次级狄拉克点的迹象。对于扭转角 θ>21.8\theta>21.8^{\circ},低能微隙并非如较小扭转角时那样源于锥体反交叉,而是源于一层石墨烯中电子在另一层势场上的莫尔散射,从而产生谷间耦合。我们的工作证明了通过调节界面扭转角来调控二维晶体堆叠电子色散的机制具有鲁棒性。它还表明大角度 tBLG 具有不同起源的电子微隙和范霍夫奇点,鉴于近期石墨烯极端掺杂的进展,这些可被实验探索。

关键词

引用

@article{arxiv.2010.09668,
  title  = {Moir\'{e} superlattice effects and band structure evolution in near-30-degree twisted bilayer graphene},
  author = {Matthew J. Hamer and Alessio Giampietri and Viktor Kandyba and Francesca Genuzio and Tevfik O. Mentes and Andrea Locatelli and Roman V. Gorbachev and Alexei Barinov and Marcin Mucha-Kruczynski},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2010.09668},
  year   = {2022}
}

备注

main text: 25 pages, 5 figures; supplement: 22 pages, 7 figures