利用量子扭转显微镜在室温下揭示石墨烯的电子-电子相互作用
介观与纳米尺度物理
2025-07-08 v1 强关联电子
摘要
量子扭转显微镜（QTM）是一项突破性仪器，能够通过隧穿 spectroscopy across可扭转的氮化硅异质结构，实现能量和动量分辨率的量子相位测量。在本工作中，我们通过引入六方氮化硅（hBN）作为隧穿介质，显著提升了QTM的分辨率，并扩展了其测量能力，以更高的能量和扭转角度。这种进展揭示了之前无法访问的两种单层石墨烯（MLG）之间隧穿的色散特征，与α=0.32的细结构常数的电子-电子（e-e）相互作用导致的线性狄拉克色散的对数修正一致。令人惊讶的是，我们发现即使在室温下，这一效应也能够被解析，因为这些修正极其微弱。我们的结果强调了QTM的卓越分辨率，通过干涉仪式的跨层隧穿，可放大对二维材料电子能带结构的微小修改。我们的发现表明，强e-e相互作用即使在对称且无序的石墨烯态中仍然存在，并突显了QTM独特的能力，可探测强相关基态在广泛的扭转和非扭转系统中的谱函数及其激发。
引用
@article{arxiv.2507.03189,
title = {Revealing electron-electron interactions in graphene at room temperature with the quantum twisting microscope},
author = {M. Lee and I. Das and J. Herzog-Arbeitman and J. Papp and J. Li and M. Daschner and Z. Zhou and M. Bhatt and M. Currle and J. Yu and Yi Jiang and M. Becherer and R. Mittermeier and P. Altpeter and C. Obermayer and H. Lorenz and G. Chavez and B. T. Le and J. Williams and K. Watanabe and T. Taniguchi and B. Andrei Bernevig and D. K. Efetov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.03189},
year = {2025}
}