扭转双层石墨烯中的压力诱导金属-绝缘体转变

近期关于扭转双层石墨烯 (TBLG) 的实验 [arXiv: 1808.07865] 表明，在静水压力下，莫尔超晶格四分之一填充处（即每个超晶胞一个电荷）出现绝缘态，这与之前 Cao 等人常压测量中四分之一填充态 (QFS) 为金属形成鲜明对比 [Nature 556, 43 & 80 (2018)]。事实上，在每超晶胞两个和三个电荷的其他 commensurate 填充处的绝缘态在施加压力下也增强。基于 TBLG 能带的现实计算（显示带宽随静水压力增加先收缩后扩张），我们计算了势能能与动能之比 $r_s$。我们找到了一个实验相关的压力窗口，其中 $r_s$ 跨越三角 Wigner 晶体的阈值，从而证实了我们之前的工作 [Nano Lett. (2018)]，即 TBLG 中的绝缘态源于 Wigner 而非 Mott 物理。本工作的一个关键预测是，在 commensurate 填充处获得的 Wigner 态层级的起始窗口作为施加压力的函数呈穹顶形，这可通过实验探测。理论上，我们发现结晶峰值约在 $1.5$ GPa，相对于观测绝缘态的实验最优压力 $1.33$ GPa。因此，TBLG 为探索 Wigner 物理及其与超导的关系提供了新平台。