强电子关联源于扭转双层石墨烯中大 Moiré 原胞与强层间耦合的协同效应

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，我们研究了具有特定扭转角和层间距的扭转双层石墨烯的电子性质。随着扭转角减小（原胞变大），能带变窄且库仑排斥增强，导致电子关联增强；另一方面，随着层间距减小且层间耦合变强，关联也变强。通过调节层间耦合，我们可在中等尺寸 Moiré 原胞的扭转双层石墨烯中实现带宽小于 0.01 eV 的强关联态。这些结果表明，扭转双层石墨烯中电子关联的强弱与两个因素密切相关：原胞尺寸与层间距离。由此可得结论：扭转双层石墨烯中的强电子关联源于大尺寸 Moiré 原胞与强层间耦合对其电子结构的协同效应。