扭曲双层石墨烯中魔角之源
强关联电子
2019-03-27 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
已知扭曲双层石墨烯(TBG)在调至特殊魔角时,在电荷中性附近呈现孤立且相对平坦的能带。然而,魔角的不同判据——如 Dirac 速度消失、最小带宽或到高能带的最大带隙——通常给出不同结果。本文研究了一个修正的 TBG 连续模型,该模型具有无穷序列的魔角θ,在魔角处我们同时发现:(i) Dirac 速度消失;(ii) 中性处出现绝对平坦能带;(iii) 到激发能带的带隙最大化。当以α~1/θ参数化时,它们以简单的周期性Δα≈3/2重现,这在第一个魔角之外不同于先前的计算。此外,在该模型中我们证明了 Dirac 速度的消失确保了能带的精确平坦,并表明平坦带波函数与由 theta 函数之比构成的双周期函数有关。同时,利用至α^8的微扰理论,我们捕捉到了第一个魔角θ≈1.09°(α≈0.586)的重要特征,其精确解释了数值结果。最后,基于我们的模型,我们讨论了在 TBG 中观测第二个魔角的前景。
引用
@article{arxiv.1808.05250,
title = {Origin of Magic Angles in Twisted Bilayer Graphene},
author = {Grigory Tarnopolsky and Alex J. Kruchkov and Ashvin Vishwanath},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.05250},
year = {2019}
}
备注
7 pages, 4 figures