小扭曲角双层石墨烯中的可调莫尔能带与强关联
介观与纳米尺度物理
2017-06-27 v1 材料科学
强关联电子
摘要
根据电子结构理论，当双层石墨烯由于各层蜂窝晶格间的微小错位而产生长周期莫尔图案时，预期会具有反常的电子性质。我们实现了扭曲角精确控制在小角度于1度以内的双层石墨烯莫尔晶体，并利用扫描探针显微术和电子输运研究了其性质。我们在电荷中性点观察到了电导极小值，在扭曲角小于1度时于反常载流子密度处出现的卫星能隙，以及强烈依赖于载流子密度的隧穿态密度。这些特征在直至大的横向电场下依然保持稳健。在垂直磁场下，我们观察到能谱中 Hofstadter 蝴蝶的出现，具有四重简并的 Landau 能级，以及在填充因子 1、2、3 处的对称性破缺量子霍尔态。这些观察表明，在小扭曲角下，双层石墨烯莫尔晶体的电子性质受到电子-电子相互作用的强烈改变。
引用
@article{arxiv.1703.00888,
title = {Tunable Moir\'e Bands and Strong Correlations in Small-Twist-Angle Bilayer Graphene},
author = {Kyounghwan Kim and Ashley DaSilva and Shengqiang Huang and Babak Fallahazad and Stefano Larentis and Takashi Taniguchi and Kenji Watanabe and Brian J. LeRoy and Allan H. MacDonald and Emanuel Tutuc},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.00888},
year = {2017}
}
备注
17 pages, 7 main figures; to appear in Proceedings of the National Academy of Sciences