扭曲双层石墨烯中 Mott 绝缘行为与超导的起源

近期一项引人注目的实验在扭曲双层石墨烯中观察到了 Mott 绝缘体和近邻超导体相，此时电子部分填充了由“魔角”扭曲角产生的近平坦微能带。然而，Mott 绝缘体的性质、超导的起源以及有效的低能模型仍有待确定。我们提出了一种具有谷间相干性的 Mott 绝缘体，它自发破缺 U(1) 谷对称性，并描述了一种使得该序优于由 Hund 耦合支持的竞争性磁有序态的机制。我们还识别了近平坦能带的对称性相关特征，这些特征对于理解强关联物理至关重要，并约束了任何紧束缚描述。首先，尽管电荷密度集中在 moiré 图案的三角晶格位上，但紧束缚模型的 Wannier 态必须以形成蜂窝晶格的不同位置为中心。其次，将近平坦能带导出的电子在空间上局域化，在任何平均场处理中必然破缺谷对称性及其他对称性，这暗示了一种谷有序 Mott 态，同时也决定了必须存在额外的对称性破缺以消除对称性强制导致的能带接触。我们推导了描述近平坦微能带的紧束缚模型，突出了次近邻跃迁和相互作用的重要性。我们讨论了这一图像对在掺杂谷有序 Mott 绝缘体后得到的超导态的推论。我们展示了如何解释实验现象学的重要特征，并为未来提出了一系列进一步的实验。我们还描述了三层石墨烯异质结构中关联态的模型，并将其与双层情况进行了对比。