扭转双层石墨烯中的弛豫效应：一种多尺度方法

我们提出一种由多尺度密度泛函理论（DFT）提供信息的分子动力学与紧束缚（TB）方法，以捕捉扭转双层石墨烯中相互依赖的原子与电子结构。我们通过针对不同原子结构弛豫模型重新标度层间隧穿，将平带魔角标定为 $\theta_{\rm M} = 1.08^{\circ}$，以此解决现有原子与电子结构模型的不确定性，这些模型预测的魔角在 $0.9^\circ \sim 1.3^\circ$ 间差异很大。原子间力场利用来自不同堆垛和层间距依赖的 DFT 总能量（含精确交换与随机相近似（EXX+RPA））的输入构建。我们采用石墨烯费米速度 $\upsilon_{\rm F} \simeq 10^{6}$~m/s，其较局域密度近似（LDA）值增强约 $\sim 15\%$。基于此原子与电子结构模型，我们得到可与实验角分辨光电子能谱（ARPES）相比的高分辨谱函数。我们对原子与电子结构间相互依赖的分析表明，与 DFT-LDA 相容的层内弹性参数（比广泛使用的反应经验键级力场刚硬约 $\sim$30\%）可与 EXX+RPA 层间势结合，在无需进一步重新标度层间隧穿的情况下给出约 $1.08^{\circ}$ 的魔角。