Topological insulating phases in mono and bilayer graphene
我们分析了单层和双层石墨烯中不同的二次相互作用对时间反演不变拓扑绝缘相的影响。我们利用有效作用形式主义，以确定不同的相互作用的陈西蒙斯系数的依赖性。
2010-11-20 cond-mat.mes-hall hep-th
Moiré Mott correlated mosaics in twisted bilayer 1T-TaS$_2$
Aalto University（阿尔托大学）
研究通过扭折双层1T-TaS₂的堆叠依赖性绝缘间隙，揭示了莫尔图案诱导的马赛克超晶格，具有局部磁矩和非磁性绝缘区域的竞争。
2026-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum Transport and Field Induced Insulating States in Bilayer Graphene pnp Junctions
我们在高质量的双层石墨烯pnp结与悬浮顶栅进行输运测量。在磁场B=0时，我们证明了通过施加垂直电场的带隙打开，在260 mK时开/关比高达20，000。在带隙内，电导随着电场的增加以3个数量级的指数方式减小，并且可以通过具有栅极可调谐的状态密度、有效质量和局部化长度的可变范围跳跃来解释。在大B时，我们观察到具有分数值的量子霍尔电导，这是由差分掺杂区域之间的边缘态的平衡以及填充因子ν=0时绝缘态的存在引起的。我们的工作强调了双层石墨烯对于根本利益和技术应用的重要性。
2010-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Insulating behavior in metallic bilayer graphene: Interplay between density inhomogeneity and temperature
我们研究了在环境中长程带电杂质诱导的电子空穴水坑存在下的双层石墨烯输运。我们解释的绝缘行为中观察到的温度依赖性的低迁移率双层石墨烯的导电性，使用分析统计理论，考虑到非平均场性质的运输在高度不均匀的密度和潜在的景观。我们发现，即使远离电荷中性点，由于系统中的随机局部激活间隙，水坑也可以诱导共存的金属和绝缘输运行为。
2010-06-09 cond-mat.mes-hall
Gate-induced insulating state in bilayer graphene devices
由一层或几层石墨组成的石墨烯基材料用于集成电子器件的潜力源于这些系统中的大的室温载流子迁移率（约100%）。10，000 cm2/Vs）。然而，诸如场效应晶体管的电子器件的实现将需要借助于栅电极来控制甚至切断导电性，这由于本征材料中不存在带隙而变得困难。在这里，我们展示了绝缘状态的受控感应-具有大的导电性抑制-在双层石墨烯中，通过使用双栅极器件配置，允许垂直于平面施加电场。电阻对温度和电场的依赖性，以及在单层器件中没有任何影响，强烈表明栅极诱导的绝缘状态起源于最近预测的价带和导带之间的带隙的开放。
2007-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Correlated Insulating States in Twisted Double Bilayer Graphene
我们提出了一个结合实验和理论研究的扭曲双双层石墨烯的扭曲角在1°和1.35°之间。与莫尔能带结构计算一致，我们观察到绝缘体在整数莫尔带填充1和3，但不是2。施加的横向电场将第一莫尔导带与相邻带分离，并且有利于在1/4、1/2和3/4带填充处出现相关绝缘体。绝缘状态在1/4和3/4带填充出现只有在一个平行的磁场（B_{||}），而在半带填充的电阻是弱依赖于B_{||}。这些发现表明，当莫尔平带被光谱隔离时，相关绝缘体是有利的，自旋极化在1/4和3/4带填充，谷极化在1/2带填充。
2019-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anderson's theorem for correlated insulating states in twisted bilayer graphene
魔角扭曲双层石墨烯中相关绝缘相的出现表现出很强的样品依赖性。在这里，我们推导出一个安德森定理的Kramers谷间相干（K-IVC）状态，一个主要的候选人描述的相关绝缘体在均匀填充的莫尔平带的无序的鲁棒性。我们发现K-IVC间隙对局部扰动是鲁棒的，局部扰动在$\mathcal{PT}$下是奇的，其中$\mathcal{P}$和$\mathcal{T}$分别表示粒子-空穴共轭和时间反演。相反，$\mathcal{PT}$ -偶扰动一般会诱导子带隙态，并减小甚至消除带隙。我们使用这个结果来分类的K-IVC状态对各种实验相关的扰动的稳定性。安德森定理的存在将K-IVC态从其他可能的绝缘基态中挑选出来。
2022-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Correlated Insulating Phases in the Twisted Bilayer Graphene
我们回顾了扭曲双层石墨烯中相关绝缘态的解析和数值研究，重点是实空间晶格模型的构建及其无偏量子多体解。我们表明，通过构建局域化的Wannier态的窄带，投影库仑相互作用可以近似为集群电荷与辅助最近邻跳跃项的相互作用。仅考虑相互作用部分，考虑自旋和谷自由度，哈密顿量是$SU(4)$对称的。在忽略动力学项的强耦合极限下，基态位于具有简并性的$SU(4)$流形中。动力学项作为微扰打破了这种大的$SU(4)$对称性，促使谷间相干态、量子拓扑绝缘体和其他破缺绝缘态的出现。我们首先介绍了莫尔晶格模型的理论分析，然后展示了如何解决该模型与大规模量子蒙特卡罗模拟在一个公正的方式。我们进一步提供了潜在的方向，从实空间模型的构建和它的量子多体解决方案如何扭曲的双层石墨烯的相关物理的令人困惑的，但令人兴奋的实验发现可以逐步理解。本文的综述有助于读者更好地把握扭曲双层石墨烯模型研究这一快速发展的领域。
2021-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Thermopower of Interacting GaAs Bilayer Hole Systems in the Reentrant Insulating Phase near $ν=1$
我们报告相互作用的GaAs双层空穴系统的热电势测量。当两个层中的载流子密度相等时，这些系统在总填充因子$ν=1$下在量子霍尔态附近表现出重入绝缘相。我们的数据表明，随着温度的降低，热电势发散的绝缘阶段。这种行为表明在低温下能隙的打开，与钉扎维格纳固体的形成一致。我们提取了一个能隙和一个Wigner固体熔化相图。
2004-12-27 cond-mat.mes-hall
Dual-gated hBN/bilayer-graphene superlattices and the transitions between the insulating phases at the charge neutrality point
我们报道了双栅六方氮化硼（hBN）/双层石墨烯（BLG）超晶格的输运性质。这里，BLG是非扭曲的，即，一般型斑叶.本文主要研究了普通BLG的电荷中性点。在垂直磁场作用下，通过改变位移场的方法检测了CNP中两个绝缘相之间的相变，并研究了其电阻温度特性和磁阻效应。这项工作为探索hBN/BLG超晶格的全局相图开辟了途径。
2022-11-18 cond-mat.mes-hall
Coexistence of Topological and Normal Insulating Phases in Electro-Optically Tuned InAs/GaSb Bilayer Quantum Wells
本文通过光学和电学调谐InAs/GaSb双层量子阱，实验发现普通绝缘相与拓扑绝缘相可共存，并提出在体区构建平凡-拓扑绝缘界面的新电光调控方案。
2024-01-22 cond-mat.mes-hall
The nature of correlations in the insulating states of twisted bilayer graphene
最近在扭曲双层石墨烯中观察到的超导性来自绝缘状态，被认为是由电子相关引起的。虽然有许多建议来解释绝缘行为，但这些状态出现时的绝缘性表明它们是莫特绝缘体。在这里，我们专注于绝缘状态与$\pm 2$电子或空穴相对于电荷中性点。我们表明，莫特绝缘状态的理论预期是不兼容的实验观察到的温度和磁场的依赖关系，如果经常假设，只有在同一网站上的电子之间的相关性。我们认为，在治疗的哈伯德模型的非本地（网站间）的相关性的列入可以带来的预测与实验一致的莫特过渡的磁和温度的依赖关系，并有后果的关键相互作用，间隙的大小，和可能的赝能隙物理。站点间的相关性来解释实验观察的重要性表明，所观察到的绝缘间隙是不是一个之间的哈伯德带和反铁磁类相关性在莫特过渡中发挥了关键作用。
2020-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Broken-Symmetry Quantum Hall States in Twisted Bilayer Graphene
扭曲双层石墨烯提供了一种独特的双层二维电子系统，其中层分离仅在亚纳米尺度。与Bernal堆叠双层不同，层自由度与自旋和谷分离，在低能态提供八倍简并。我们研究了扭曲双层石墨烯中由于谷、自旋和层极化的相对强度的相互作用而导致的对称性破缺量子霍尔（QH）态及其跃迁。对称性破缺的QH态的能隙表现出电子-空穴非对称性，其对感生位移场的依赖性在偶数和奇数填充因子态之间是相反的。这些结果强烈地表明，具有破谷和自旋对称性的QH态通过层间隧穿而杂化，并且由于层间电荷不平衡，QH态的层次结构对磁场和位移场都敏感。
2016-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Decoupling superconductivity and correlated insulators in twisted bilayer graphene
当双层石墨烯旋转故障的角度$θ\approx 1.1^\circ$，理论预测形成一个平坦的电子带和相关的绝缘，超导和铁磁状态都已观察到部分带填充。超导性与相关绝缘体的接近性表明了这些状态之间的密切关系，这让人想起了通过掺杂莫特绝缘体而产生超导性的铜氧化物。在这里，我们表明，超导性可以出现没有相关的绝缘状态。虽然超导电性和相关绝缘行为在平带条件附近最强，但超导电性在较大的角度失谐下仍然存在。我们的观察结果与“竞争阶段”的图片是一致的，其中绝缘体和超导性来自不同的机制。
2019-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Charge and spin correlations in insulating and incoherent metal states of twisted bilayer graphene
我们研究的电子，电荷和磁性的扭曲双层石墨烯填充$2\leq n\leq 6$每个莫尔晶胞内最近推出的制定扩展的动态平均场论（E-DMFT）的两个子晶格系统。我们使用先前获得的跳跃参数之间的状态，描述的Wannier函数，集中在AB和BA堆叠的晶格点，和远程库仑相互作用，在cRPA分析中获得。我们表明，AB和BA最近邻点之间的自旋交换帐户是至关重要的，引入这些点之间的电荷和自旋相关性。考虑到这种交换，在同一个谷中产生了更好的电子浓度，AB和BA点中的电子具有平行自旋排列的趋势，与强耦合分析的早期结果一致，建议SU（2）$\times$ SU（2）涌现自旋谷对称性。局域谱函数表明，在填充物$n=2,4,6$处几乎为能隙态，而在其它填充物处为非相干金属态。我们发现，在这两种情况下，电子的局域态有相当长的寿命。在同一时间，非本地的电荷和自旋磁化率，内的阶梯近似，达到峰值，在无公度波矢量，这意味着上述讨论的排序趋势的特点是由一个无公度模式。
2022-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Emergence of Chern insulating states in non-Magic angle twisted bilayer graphene
发现将两个层扭曲成~1.1°的魔角（MA）对于在扭曲双层石墨烯（TBG）中产生低能平坦带以及由此产生的相关绝缘、超导和磁相是必不可少的。虽然大多数以前的工作集中在揭示这些紧急状态的MA-TBG，扭转角依赖性的研究，这有助于映射这些阶段的演变，但探索较少。本文报道了一种非魔角TBG器件的磁输运研究，该器件的扭转角θ从一端的1.25°变化到另一端的1.43°。当θ=1.25°时，观察到空穴侧出现拓扑绝缘态，其Chern数为|C| =4- |v|，其中v为摩尔单元中电子（空穴）数.当θ>1.25°时，平坦带的Chern绝缘体消失，演化为分形的Hofstadter蝶形量子霍尔绝缘体，其中一个云纹单元中的磁通量起作用。我们的观察将激发进一步的理论和实验研究电子相互作用和非平凡能带拓扑结构之间的关系。
2021-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Role of density imbalance in an interacting bilayer hole system
研究了零隧穿极限下GaAs空穴双层膜的相互作用。当层具有相等的密度，我们观察到一个相位相干双层量子霍尔（QH）状态在总填充因子$ν=1$，两侧的绝缘相在附近的填充物，这表明形成钉扎，双层维格纳晶体。当我们将电荷从一层转移到另一层时，绝缘相消失，而令人惊讶的是，$ν=1$ QH态变得更强。同时，一个明显的滞后发展的纵向磁阻在较高的填充，一阶量子相变的指示。
2003-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Superlattice-induced insulating states and valley-protected orbits in twisted bilayer graphene
扭曲双层石墨烯（TwBLG）是最简单的范德华异质结构之一，但它产生了一个复杂的电子系统，具有复杂的相互作用之间的摩尔物理和层间杂化效应。我们报告的高迁移率小角度TwBLG设备的电子输运测量显示在超晶格带边缘的绝缘状态的明确证据，与热激活间隙比理论预测的大几倍。此外，Shubnikov-de Haas振荡和紧束缚计算表明，能带结构由两个相交的费米轮廓，其交叉点是有效的未杂化。我们将此归因于大于莫尔波矢的动量转移的指数抑制层间跳跃振幅。
2016-07-18 cond-mat.mes-hall
Possible Broken Inversion and Time-Reversal Symmetry State of Electrons in Bilayer Graphene
利用双带连续介质模型，研究了双层石墨烯中具有有限程排斥作用的电子的破缺反转和时间反转对称态。利用平均场哈密顿量的解析解，我们得到了电子能谱。基态是带隙的。在磁场$B$的存在下，能隙随着$B$的增加而增加，与实验观察非常一致。这种能隙行为源于$n$ = 0和1态的朗道能级的消失。本结果明确地解决了$B$的间隙依赖性的难题。
2012-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnon drag in a metal-insulating antiferromagnet bilayer
我们研究了由反铁磁绝缘体和正常金属组成的双层结构。在正常金属中驱动电子电流，其方向平行于材料之间的界面。由于反铁磁体中的局域自旋与正常金属中的巡游电子之间的界面交换耦合，反铁磁体中可以感应出磁振子电流。使用一个未补偿的反铁磁界面，创建一个不对称的界面耦合到两个简并的磁振子模式，我们发现，它是可能产生的磁振子自旋电流。磁振子自旋电流可以通过提高温度或自旋分裂磁振子模来增强。
2022-05-31 cond-mat.mes-hall
Evidence of topological Kondo insulating state in MoTe2/WSe2 moiré bilayers
本文在MoTe2/WSe2莫尔双层中实验证实了二维拓扑近藤绝缘态，通过构建近藤耦合的Mott绝缘体与巡游能带，观察到低温绝缘体体态与螺旋边缘态，为莫尔材料中可调拓扑近藤物理研究开辟了新途径。
2025-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spontaneous charge-ordered state in Bernal-stacked bilayer graphene
本文提出Bernal堆叠双层石墨烯中存在由层间范德瓦尔斯相互作用与波纹协同诱导的自发电荷有序绝缘态，可解释电阻随栅极电场非单调变化及能隙闭合重开现象。
2024-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interaction-driven (quasi-) insulating ground states of gapped electron-doped bilayer graphene
本文在电子掺杂双层石墨烯中发现了一系列由自旋和谷序驱动的新型关联相，这些相表现出非线性电流-偏压行为和绝缘性温度依赖，被归因于电荷或自旋密度波态及Wigner晶体，与已知Stoner相共存形成复杂相图。
2023-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fractional correlated insulating states at $n \pm 1/3$ filled magic angle twisted bilayer graphene
尽管在整数填充的魔角扭曲双层石墨烯物理方面已经取得了很大的进展，但很少有人关注分数填充。在这里，我们表明，三峰结构的Wannier轨道，由对称性和拓扑结构的平带，有利于出现一个新的状态在相称的分数填充的$ν= n \pm 1/3$。我们称这种状态为“分数相关绝缘体”。特别是对于填充$\pm 1/3$电子每莫尔晶胞，我们表明，短程相互作用本身意味着一个近似广泛的熵，由于“呼吸”自由度的不规则蜂窝晶格出现通过缺陷线。领先的更远距离相互作用提升了这种简并性，并选择了一种新的铁磁基态，打破了AB/BA亚晶格对称性。提出的分数相关绝缘态可能是arXiv：2004.04148中观察到的$ν= 2-1/3$填充时超导性抑制的基础。对分数相关绝缘态的进一步研究将为MATBG中相关效应的新机制打开大门。
2021-05-27 cond-mat.mes-hall
Relative weight of the inverse spin Hall and spin rectification effects for metallic Py,Fe/Pt and insulating YIG/Pt bilayers estimated by angular dependent spin pumping measurements
我们量化的相对重量的逆自旋霍尔和自旋整流效应发生在RF溅射多晶坡莫合金，分子束外延生长的外延铁和液相外延生长的钇铁石榴石双层系统与不同的封盖材料。为了将自旋整流信号与反自旋霍尔电压区分开，外部磁场在平面内旋转以利用主导效应的不同角度依赖性。我们证明，在坡莫合金的各向异性磁阻是自旋整流的主导来源，而在外延铁的异常霍尔效应也具有相当的强度。在钇铁石榴石/铂双层整流揭示了一个角度依赖性模仿自旋霍尔磁阻引起的各向异性磁阻。
2017-02-10 cond-mat.mes-hall
Lowest-energy Moiré Band Formed by Dirac Zero Modes in Twisted Bilayer Graphene
最近在扭曲双层石墨烯中发现了非常规的绝缘相和超导相[Y. Cao et al，Nature { \bf 556}，80; { \bf 556}，43（2018）]，但相关的低能电子态尚未被明确识别。在这项工作中，我表明，层间跳跃诱导空间调制的狄拉克质量项的连续哈密顿量，并导致低能量带形成的狄拉克零模式的莫尔超晶格。当狄拉克速度在魔角处消失时，该莫尔带变得非常平坦，因此强烈相关，并且在$1/4$和$3/4$填充处进入量子无序的莫特绝缘相，即，$\pm 2$多余的电子每摩尔超级电池，这可能是在实验中发现的绝缘相。
2019-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Optical Hall response of bilayer graphene: the manifestation of chiral hybridised states in broken mirror symmetry lattices
理解控制分层堆叠材料的光学活性的机制对于设计旨在在纳米尺度上操纵光的设备至关重要。在这里，我们表明，扭曲和滑动双层石墨烯是手性系统，可以偏转线性偏振光的偏振。然而，只有扭曲的双层石墨烯支持圆二色性。我们的计算方案，这是基于含时的薛定谔方程，是特别有效的计算的光电导张量。具体地说，它使我们能够显示的手征的杂化状态的手征依赖于弯曲的轨迹踢高斯波包在双层晶格。我们表明，非零霍尔电导率是在手征晶格中的杂化态的非取消表现的结果。我们还证明了电导率张量对扭转角和滑动矢量的连续依赖性。
2020-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Correlated Insulating and Superconducting States in Twisted Bilayer Graphene Below the Magic Angle
在“魔角”扭曲双层石墨烯（tBLG）中出现的平带和相关行为引起了人们极大的兴趣，尽管该系统的许多方面都处于激烈的争论之中。在这里，我们报告的观察超导性和莫特样绝缘状态的tBLG设备的扭转角约为0.93，这是小于魔角的15%。在每个莫尔晶胞+/-5个电子的电子浓度下，我们观察到具有约0.1 meV的激活能隙的窄电阻峰，这表明存在附加的相关绝缘状态。这与理论预测的高能带的存在与能量平坦的色散是一致的。在每个莫尔晶胞掺杂+/-12个电子时，由于光谱中存在狄拉克点，我们观察到电阻峰。我们的研究结果表明，tBLG的神奇范围实际上比以前预期的要大，并提供了丰富的新信息，以帮助破译在tBLG中观察到的强相关现象。
2019-02-13 cond-mat.mes-hall
Theories for the correlated insulating states and quantum anomalous Hall phenomena in twisted bilayer graphene
扭曲双层石墨烯（TBG）中的关联绝缘态和量子反常霍尔（QAH）效应引起了人们的广泛关注。然而，到目前为止，这些有趣的现象的具体机制仍然是一个悬而未决的问题。用完全无限制的Hartree-Fock变分法解释了TBG中平带的各种整数填充下的关联绝缘态和QAH效应。我们的研究结果表明，国家打破味道（谷和自旋）对称性大力支持在所有整数填充。特别地，在$\pm 1/2$填充和电荷中性点处的相关绝缘态都是打破$C_{2z}$和时间反转（$\mathcal{T}$）对称性但保持$C_{2z}\mathcal{T}$对称性的谷极化态。这种谷极化态在一个新出现的蜂窝晶格上表现出“莫尔轨道反铁磁有序”，并在莫尔超晶胞中具有补偿循环电流模式。在相同的理论框架下，我们的计算表明，$C\!=\!\mp 1$ QAH态在$\pm 3/4$填充的魔角TBG的自旋和轨道铁磁态，出现时，交错的亚晶格势。我们发现，交换相互作用的非局域性往往会提高低能带的带宽，由于交换空穴效应，这减少了相关绝缘体相的间隙。非定域交换相互作用也显著增强了体系的自旋极化，在$3/4$填充TBG配向六方氮化硼（hBN）时，体系的轨道和自旋铁磁QAH态都得到了稳定.我们还预测，凭借轨道铁磁性质，在电子和空穴填充的hBN对准TBG的QAH效应将表现出相反的手征的磁滞回线。
2021-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Broken Symmetry and Josephson-like Tunneling in Quantum Hall Bilayers
我回顾了量子霍尔效应双层物理学最近的新实验和理论进展。特别令人感兴趣的是对称性破缺状态，它通过将电子置于两个不同层的相干叠加中来优化相关性。
2001-08-10 cond-mat.mes-hall
Superconductors, Orbital Magnets, and Correlated States in Magic Angle Bilayer Graphene
超导性通常发生在对称性破缺的母态附近，在掺杂的磁性绝缘体中尤其常见。当扭曲到接近1度的魔相对取向角时，双层石墨烯具有平坦的莫尔超晶格迷你带，这些迷你带已经成为强相关物理的丰富且高度可调的来源，特别是接近相互作用诱导的绝缘态的超导性的出现。在这里，我们报告的双层石墨烯器件具有非常均匀的扭曲角的制造。我们表明，扭转角无序的减少揭示了绝缘状态在所有整数占据的四重自旋/谷简并平坦导带和价带，即在莫尔带填充因子nu = 0，+（-）1，+（-）2，+（-）3，和超导低于临界温度高达3 K接近-2填充。我们还观察到三个新的超导圆顶在更低的温度接近nu = 0和nu = +（-）1绝缘状态。有趣的是，在nu = +（-）1处，我们发现了具有非零陈数的状态。对于nu =-1的绝缘状态表现出尖锐的滞后电阻增强时，施加3.6特斯拉以上的垂直磁场，符合场驱动的相变。我们的研究表明，超导破碎状态，相互作用驱动的绝缘体和超导圆顶是常见的整个莫尔平带，包括近电荷中性。
2019-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Visualization and Manipulation of Bilayer Graphene Quantum Dots with Broken Rotational Symmetry and Nontrivial Topology
Bernal堆叠双层石墨烯（BLG）中的静电限定量子点（QD）由于其长的自旋退相干时间、高的样品质量和可调谐性而成为一种有前途的量子信息平台。重要的是，QD态的形状决定了电子能谱、电子之间的相互作用以及电子与其环境的耦合，所有这些都与量子信息处理相关。尽管它的重要性，大质量量子点状态的形状仍然没有实验研究。在这里，我们报告了使用扫描隧道显微镜直接观察BLG QD态的情况。引人注目的是，我们发现这些国家表现出强大的破缺旋转对称性。通过使用数值紧束缚模型，我们确定所观察到的破缺的旋转对称性可以归因于低能各向异性带。然后，我们比较限制的空穴和电子，并证明BLG的非平凡带拓扑结构的影响。我们的研究区分BLG量子点从以前的量子点平台与平凡带拓扑。
2020-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Minimum Conductivity and Evidence for Phase Transitions in Ultra-clean Bilayer Graphene
在电荷中性点（CNP）处的双层石墨烯（BLG）对电子相互作用非常敏感，并且预期经历相变进入具有自发破缺对称性的状态。通过系统地研究大量的单栅和双栅双层石墨烯（BLG）器件，我们发现绝缘状态只出现在具有高迁移率和低非本征掺杂的器件中。这种绝缘状态有一个相关的转变温度Tc~ 5 K和能隙~3 meV，从而强烈建议一个缺口破坏对称性状态，被破坏的非常弱的无序。到本征对称性破缺态的跃迁可以通过无序、面外电场或载流子密度来调谐。
2012-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coulomb-driven broken-symmetry states in doubly gated suspended bilayer graphene
石墨烯及其双层对应物的非相互作用能谱由由于固有的自旋、谷和层对称性而导致的多重简并组成。预计载流子之间的相互作用会自发地打破这些对称性，导致带隙有序态。在量子霍尔制度中，这些状态被预测为铁磁性的性质，从而系统成为自旋极化，层极化或两者兼而有之。在双层石墨烯中，由于其抛物线色散，已经预期在零磁场下相互作用诱导的对称性破缺。在这项工作中，底层的各种对称性破缺状态的顺序进行了研究，在双层石墨烯是悬浮在顶部和底部的栅电极之间。通过可控地打破自旋和亚晶格对称性，我们能够推导出各种量子霍尔铁磁态的序参量。在小的载流子密度，我们确定了第一次三个不同的对称性破缺状态，其中之一是一致的自发破缺的时间反转对称性或自发破缺的旋转对称性。
2010-10-05 cond-mat.mes-hall
Stack of correlated insulating states in bilayer graphene kagome superlattice
State Key Laboratory of Quantum Functional Materials, School of Physical Science and Technology, ShanghaiTech University（上海科技大学物理科学与技术学院量子功能材料国家重点实验室）；ShanghaiTech Laboratory for Topological Physics, ShanghaiTech University（上海科技大学拓扑物理实验室）；Department of Physics and Astronomy, University of California, Riverside（加州大学河滨分校物理与天文学系）；Department of Physics, University of Oxford（牛津大学物理系）；School of Information Science and Technology, ShanghaiTech University（上海科技大学信息科学与技术学院）
本研究通过双层石墨烯kagome超晶格实现相关绝缘态堆叠，利用纳米图案化技术调控电子结构，揭示了强电子相互作用在扁平能带中的作用。
2026-02-18 cond-mat.mes-hall
Spontaneously gapped ground state in suspended bilayer graphene
由于自旋、谷和层对称性，双层石墨烯具有八倍简并性，从而允许由磁场或电场、由应变、或甚至由相互作用自发地诱导的大量对称性破缺状态。我们研究了清洁电流退火的悬浮双层石墨烯中的电输运。我们发现两种设备。在B1型双层膜中，八重零能朗道能级（LL）被部分提升到阈值场以上，揭示了电荷中性点（CNP）处的绝缘nu=0量子霍尔态。在B2型双层膜中，即使在零磁场下，LL提升也是完全的，并且在微分电导中也出现了一个能隙，表明是绝缘的自发破缺对称态。与B1不同的是，B2中的最小电导没有被指数抑制，而是保持有限，即使在大磁场中，其值G < e^2/h。我们建议，这一阶段的B2是绝缘的散装和约束的可压缩边缘状态。
2011-06-24 cond-mat.mes-hall
Theory of integer quantum Hall effect in insulating bilayer graphene
提出了量子化磁场作用下绝缘双层石墨烯（BLG）的变分基态。由于塞曼耦合，全带隙BLG中的层反铁磁（LAF）序参量被投影到自旋易平面上，同时铁磁序沿磁场方向发展，并可通过交换作用进一步增强.激活间隙的$ν=0$霍尔状态，然后显示一个交叉从二次线性缩放与磁场，因为它变得更强，我获得了极好的协议与最近的实验与现实的强度为铁磁相互作用。LAF阶的一个分量，平行于外部磁场，在填充$ν=\pm 2$时产生额外的不可压缩霍尔态，而BLG中的远程跳跃产生$ν=\pm 1$霍尔态。LAF的顺序在倾斜磁场中的演变，缩放的间隙在$ν=2$，外部电场对各种霍尔高原的影响，和不同的可能层次的分数量子霍尔状态的突出显示。
2014-06-19 cond-mat.mes-hall
Superconductivity without insulating states in twisted bilayer graphene stabilized by monolayer WSe$_2$
魔角扭曲双层石墨烯（TBG），旋转错位接近1.1 $^\circ$，具有隔离的平坦电子带，其具有丰富的相关绝缘，超导，铁磁和拓扑相的相图。相关绝缘体和超导性的起源，以及它们之间的相互作用，特别难以捉摸。这两种状态以前只在与魔角值的角度在$\pm0.1^\circ$内观察到，并且发生在相邻或重叠的电子密度范围内;然而，仍然不清楚这两种状态是如何相关的。除了扭转角和应变之外，TBG相图对用于封装石墨烯片的绝缘六方氮化硼（hBN）的取向和厚度的依赖性表明微观介电环境的重要性。在这里，我们表明，在hBN和TBG之间添加绝缘的钨-二硒化物（WSe $_2$）单层，在比既定魔角值小得多的扭曲角下稳定超导电性。对于$θ$ = 0.79 $^\circ$的最小角度，我们仍然观察到清晰的超导特征，尽管完全没有相关的绝缘状态和消失的色散和平坦带之间的间隙。这些观察结果表明，即使电子相关性可能是重要的，超导电性在TBG可以存在，即使当TBG在整个电子密度范围内表现出金属行为。超导磁场测量进一步揭示了系统中四重自旋谷对称性的破坏，这与TBG中通过接近WSe $_2$诱导的大自旋轨道耦合一致。我们的研究结果突出了对称性破缺效应在稳定TBG电子态中的重要性，并为莫尔系统中的工程量子相位开辟了新的途径。
2020-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electrically tunable correlated and topological states in twisted monolayer-bilayer graphene
具有平坦电子能带的扭曲范德华异质结构最近已经成为实现具有非凡程度的控制和可调谐性的相关和拓扑状态的平台。在基于石墨烯的莫尔异质结构中，相关的相图和能带拓扑结构在很大程度上取决于石墨烯层的数量、它们的相对堆叠排列以及封装晶体的外部环境的细节。在这里，我们报告说，扭曲的单层-双层石墨烯（tMBG）的系统主机的各种相关的金属和绝缘状态，以及拓扑磁性状态。由于其低对称性，当施加的垂直电场从双层指向单层石墨烯时，tMBG的相图近似于扭曲双层石墨烯的相图，或者当场反向时，tMBG的相图近似于扭曲双层石墨烯的相图。在前一种情况下，我们观察到的相关态进行轨道驱动的绝缘过渡以上的临界垂直磁场。在后一种情况下，我们观察到出现电可调铁磁性在四分之一填充的导带，与一个大的相关的异常霍尔效应。独特的是，磁化方向可以在零磁场下完全通过静电掺杂来切换。我们的研究结果建立tMBG作为一个高度可调的平台，调查了广泛的可调相关和拓扑状态。
2020-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Broken Symmetry Ground States in ν=2 Bilayer Quantum Hall Systems
本文报道了朗道能级填充因子$ν=2$的双层二维电子气的研究。该系统具有磁性和自发层间相位相干破缺对称性。我们提出了一个3参数Slater行列式变分波函数，它描述了整个偏置势（$Δ_V$）、塞曼耦合（$Δ_z$）和层间隧道振幅（$Δ_t$）强度范围内的基态。在这个三维相图中，对称性破缺状态发生在靠近$Δ_z^2=Δ_V^2+Δ_t^2$表面的体积内。我们已经得到了解析结果的交叉点的相图与$Δ_t=0$，$Δ_z=0$，和$Δ_V=0$，平面和显示的微分电容的双层系统是奇异的相边界。
1999-03-20 cond-mat.mes-hall
The pseudo-Landau-level representation of twisted bilayer graphene: band topology and the implications on the correlated insulating phase
我们提出扭曲双层石墨烯的电子结构可以理解为狄拉克费米子与由莫尔条纹产生的相反的伪磁场的耦合。每个单层谷的两个低能平带起源于狄拉克费米子在这种相反的有效磁场下的两个零级伪朗道能级，它们具有相反的亚晶格极化，携带相反的陈数$\pm1$，在第一魔角附近的低能体带下方和上方的间隙中产生螺旋边缘态。我们认为，小库仑相互作用将分裂这些零伪朗道能级的八倍简并度（包括谷和物理自旋），并可能导致绝缘相与非零陈数整数填充。此外，我们还证明了平带之上或之下的所有高能带也是拓扑非平凡的，即对于每个谷，它们的Berry相位之和被量子化为$\pmπ$ .这种量子化的贝里相位产生了几乎平坦的边缘状态，这取决于莫尔长度尺度上的截断。我们的工作为TBG的电子结构和拓扑性质提供了一个完整而清晰的图像，并对实验中观察到的相关绝缘相的性质具有重要意义。
2019-02-20 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall Effect and Quantum Point Contact in Bilayer-Patched Epitaxial Graphene
我们研究了外延单层石墨烯双层夹杂物通过磁输运测量和扫描门显微镜在低温下。我们发现，双层夹杂物可以是金属或绝缘的初始和门控载流子密度的依赖。金属双层作为边缘电流的等电位短路，而紧密间隔的绝缘双层引导电子在单层收缩，这是局部门控使用扫描门探针的流动。
2014-10-27 cond-mat.mes-hall
Electrostatic interactions in twisted bilayer graphene
利用Hartree-Fock近似描述了扭曲双层石墨烯中长程静电相互作用的影响。结果表明，电子填充的带宽和形状的显着依赖性，并在许多密度，无论是谷/自旋极化，与破亚晶格对称性，或两者兼而有之的对称性破缺相的存在。
2021-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Superconductor versus insulator in twisted bilayer graphene
我们提出了一个简单的模型，我们相信抓住了超导和绝缘状态之间的竞争在扭曲的双层石墨烯的关键方面。在这个模型中，超导相是主要的，并出现在通用的填充物，但在相称的填充物被绝缘体中断。重要的是，绝缘体的形成是因为电子-电子相互作用，但该模型对于超导配对机制是不可知的，它不需要起源于电子-电子相互作用。该模型由交叉的一维量子线的集合组成，其交叉点形成超晶格。在每个超晶格点，我们放置了一个局部超导熔池，它可以与量子线交换库珀对。我们分析这个模型假设弱线熔池和线线耦合。我们表明，对于一系列的排斥线内相互作用，该系统是超导的“通用”不相称的填充物，超导性被“中断”的绝缘相在相称的填充物。我们进一步表明，在相称的填充物的带隙绝缘状态让位于应用外部塞曼场的无隙状态。这些特征与魔角扭曲双层石墨烯中的实验观察一致，尽管有不同的微观细节。我们进一步研究了这个模型的全相图，发现它包含几个不同的相关绝缘态，我们在这里描述。
2019-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Symmetry-broken Chern insulators in twisted double bilayer graphene
该研究通过测量十多个扭转双层-双层石墨烯器件，构建了关联与拓扑态相图，发现仅在约1.33°至1.39°的窄扭转角范围内出现对称性破缺陈绝缘体态，并观察到零场反常霍尔效应，揭示了自发时间反演对称性破缺。
2023-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Strongly Interacting Phases in Twisted Bilayer Graphene at the Magic Angle
通过无限制大规模Hartree-Fock计算，研究魔角扭曲双层石墨烯在整数填充下的强相互作用绝缘相，发现铁磁态、量子反常霍尔效应及亚晶格对称性破缺，证明了大规模晶格计算对确定基态的重要性。
2024-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Negative electronic compressibility in charge islands in twisted bilayer graphene
本文利用扭转双层石墨烯中自然形成的电荷岛，通过库仑振荡测量电容，在相关绝缘态和能带绝缘态附近观测到负电子压缩性，并验证其与载流子间距成正比，最终归因于维格纳晶化。
2024-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Symmetry-broken metallic orders in spin-orbit-coupled Bernal bilayer graphene
该研究通过自洽 Hartree-Fock 模拟揭示 Bernal 双层石墨烯中 Coulomb、Hund 与 Ising 自旋轨道耦合共同诱导的丰富对称性破缺金属相，并探讨其与超导配对涨落的关联。
2024-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological confinement in bilayer graphene
我们研究了一种新型的一维手征态，它可以通过静电横向限制在双层石墨烯（BLG）中产生。这些状态出现在隔离经历相反的门控极性的绝缘区域的畴壁上。虽然这些状态类似于传统的孤子零模，但它们的性质是由不寻常的手性BLG准粒子定义的。零模分支的数目由绝缘BLG态的拓扑真空电荷确定。我们讨论了如何这些手征状态可以体现实验，并强调其相关性谷电子学。
2007-09-21 cond-mat.mes-hall
Spontaneous Layer-Pseudospin Domain Walls in Bilayer Graphene
双层石墨烯易受具有自旋和谷依赖层极化的不寻常的对称性破缺状态的影响。我们报告在这些系统中的畴壁的微观研究，表明他们有有趣的微观结构有关的秩序诱导的拓扑字符。我们使用我们的结果来估计Ginzburg-Landau模型参数和双层石墨烯有序态的转变温度。
2014-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Broken symmetry states and divergent resistance in suspended bilayer graphene
石墨烯[1]及其双层由于其独特的电子性质[2]在物理学界引起了巨大的兴奋。然而，这些材料的内在物理特性部分被无序所掩盖，无序可能来自各种来源，如波纹[3]或带电杂质[4]。最近通过悬浮石墨烯薄片[5，6]实现了质量的改进，产生了具有非常高的迁移率和很小的电荷不均匀性的样品。在这里，我们报告的悬浮双层石墨烯器件的制造非常少的混乱。我们观察到充分发展的量子化霍尔态在磁场为0.2 T，以及对称性破缺状态在中间填充因子$ν= 0$，$\pm 1$，$\pm 2$和$\pm 3$。该器件在$ν= 0$状态下表现出极高的电阻，该电阻随磁场增长并随磁场除以温度而缩放。该电阻主要受所施加场的垂直分量的影响，这表明对称性破缺态来自多体相互作用。
2009-09-15 cond-mat.mes-hall
Correlated Insulating States in Twisted Double Bilayer Graphene Enhanced by Interfacial Effect on CrOCl
Institute of Physics, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院物理研究所）；High Field Magnet Laboratory (HFML-EMFL), Radboud University（拉德堡德大学高场磁实验室）；Research Center for Functional Materials（功能材料研究中心）
研究在CrOCl衬底上扭曲双双层石墨烯的关联绝缘态，通过超高磁场输运测量发现电荷转移导致半填充因子处增强的关联绝缘态，揭示界面电荷相关效应影响，为操控关联态提供新途径。
2026-07-08 cond-mat.mes-hall
Equilibration of Quantum hall edges in symmetry broken bilayer graphene
研究了高质量双栅双层石墨烯器件中，当零能朗道能级的简并完全解除时，量子霍尔边在单极和双极区的平衡.我们发现，在单极制度时，在顶栅区的填充因子高于背栅填充因子，平衡是部分基于它们的自旋极化。然而，在双极区观察到边缘态的完全混合，而不考虑它们的自旋配置，这是由于在我们的薄hBN（~ 15 nm）封装器件中的尖锐PN结处的朗道能级崩塌，与现有理论一致。
2018-07-19 cond-mat.mes-hall
Broken Symmetries, Zero-Energy Modes, and Quantum Transport in Disordered Graphene: From Supermetallic to Insulating Regimes
利用Kubo和Landauer输运计算研究了石墨烯中缺陷诱导的零能模式对电荷输运的影响。通过调整单空位的随机分布的密度，均匀地填充两个子晶格或仅位于单个子晶格上，所有的传导机制都被覆盖，从直接隧穿通过倏逝模到体无序石墨烯中的介观输运。取决于运输测量几何形状，缺陷密度，和打破亚晶格对称性，狄拉克点导电性是非常强大的对无序（超金属态）或抑制通过间隙开口或代数本地化的零能量模式，而弱本地化和安德森绝缘制度获得更高的能量。这些发现澄清了零能量模式在狄拉克点传输的贡献，迄今为止有争议。
2013-04-30 cond-mat.mes-hall
