扭角石墨烯单层和双层系统的超晶格产生了随需应变的多体态,如莫特绝缘体和非常规超导体。这些现象归因于平带和强库仑相互作用的结合。然而,当施加电场改变电子填充时,低能带结构会发生强烈变化,因此缺乏全面的认识。
有鉴于此,近日,
丹麦奥胡斯大学Søren Ulstrup等通过将微聚焦角度分辨光发射光谱应用于原位栅控器件,直接获得了扭角双层石墨烯(TBG)和扭角两个双层石墨烯(TDBG)的填充依赖低能带
。本文对这两种系统的研究结果形成了鲜明的对比:TBG的掺杂相关色散可以用一个简单的模型来描述,该模型结合了与填充相关的刚性带移和与多体相关的带宽变化。另一方面,在TDBG中,本文发现了低能带的复杂行为,结合了非单调的带宽变化和可调谐的间隙开口,这取决于栅极诱导的位移场。本文的工作确定了扭角石墨烯超晶格中低能电子态的电场可调程度,并可以为对由此产生的现象的理论理解奠定基础。
图1. 由扭角双层(TBG)和两个接近魔角的双层石墨烯(TDBG)组成的器件的电子结构。
图2. TBG的栅极可调谐电子结构。
图3. TDBG的栅极可调谐电子结构。
图4. TBG和TDBG中掺杂的带宽重整化。
Direct View of Gate-Tunable Miniband Dispersion in Graphene Superlattices Near the Magic Twist Angle
(
ACS Nano
, 2025, DOI:10.1021/acsnano.4c12905)
文献链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c12905