通过隧穿微扭双层石墨烯板探测电子色散特征
介观与纳米尺度物理
2025-12-17 v1
摘要
我们测量了两个由小于 1° 扭角的双层石墨烯 (BLG) 之间隧穿电导。两个 BLG 之间隔着 2 纳米厚的绝缘屏障。在小偏压电压下，隧穿过程在两个相对位移的费米圆相交点处保持能量与动量守恒。我们实测发现并理论阐述了电子-空穴非对称能带结构的 BLG 特征：由于空穴质量更大，空穴掺杂时的隧穿电导被增强，这源于更高的态密度。我们进一步探讨了 BLG 在垂直电场下产生带隙的关键特征，即在 van Hove 奇点处的电子波函数强极化。这种极化通过将电子波函数在一个 BLG 中靠近或远离另一个 BLG，从而在电荷中性点附近的隧穿共振产生非对称性，这导致隧穿电流对微小的门压电压变化极其敏感。我们所观察到的现象由包含双门结构电荷力学、量子电容效应以及两个 BLG 中自洽带隙开启的理论模型所预测。
关键词
引用
@article{arxiv.2511.09550,
title = {Probing the features of electron dispersion by tunneling between slightly twisted bilayer graphene sheets},
author = {Alexey A. Sokolik and Azat F. Aminov and Evgenii E. Vdovin and Yurii N. Khanin and Mikhail A. Kashchenko and Denis A. Bandurin and Davit A. Ghazaryan and Sergey V. Morozov and Kostya S. Novoselov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.09550},
year = {2025}
}