Commensurate-incommensurate phase transition and a network of domain walls in bilayer graphene with a biaxially stretched layer
采用双链Frenkel-Kontorova模型对双层石墨烯中畴壁网络的能量和结构进行了解析描述。使用这种方法，被认为是在双轴拉伸的石墨烯层之一的硼酸盐不相称的相变。我们表明，形成的等边三角形网络的域壁变得积极有利以上的临界相对双轴伸长的底层的$3.0\cdot 10^{-3}$。结果表明，只要畴壁三角形网络的最佳周期远大于畴壁的宽度，它与底层的双轴向延伸率与临界延伸率之差成反比。一个单一的位错节点的系统能量和畴壁网络的周期的贡献的定量估计。周期的实验测量可以帮助验证完全不相称状态（例如通过层的相对旋转获得）相对于相称状态的能量。
2019-06-26 cond-mat.mes-hall
Incommensurate Moiré Stacking and Landau Quantization Without External Magnetic Field in Turbostratic Graphene
该研究在涡轮层石墨烯中发现自发形成的非公度莫尔堆叠，并通过STM/STS与拉曼观测到由约26 T应变赝磁场诱导的无外磁场朗道量子化，为同时研究莫尔物理和赝电磁场提供了天然平台。
2025-09-22 cond-mat.mes-hall
Commensurate and incommensurate double moiré interference in twisted trilayer graphene
扭曲石墨烯多层最近已被证明与扭曲双层石墨烯共享几个相关驱动行为。一般来说，范霍夫奇点（VHS）可以用作相关行为趋势的代理。采用紧束缚方法和半经典分子动力学相结合的原子论方法，研究了具有两个独立扭曲角的扭曲三层石墨烯（TTG）的电子结构.两个独立的扭转角可以导致莫尔图案的干涉，形成各种公度/不公度复杂的超莫尔图案。特别讨论了晶格弛豫、扭转角和角度无序对VHS的影响。我们发现晶格弛豫对VHS的位置和大小有很大的影响。在超莫尔TTG中，莫尔干涉根据相对扭转角提供相长或相消效果。通过调制这两个独立的扭转角，可以利用莫尔条纹构造出新型的超结构，如Kagome晶格。此外，我们证明，扭转角（角度紊乱）的轻微变化提供了显着的VHS的峰值抑制。除了莫尔长度，VHS和LDOS映射在实空间中的演化可以用于识别复杂TTG中的扭转角。在实践中，我们的工作可以提供一个指导，探索超莫尔TTG的平带行为的实验。
2022-09-25 cond-mat.mes-hall
Electronic spectral properties of incommensurate twisted trilayer graphene
多层范德华结构往往缺乏周期性，这给它们的建模带来了困难。基于以前的双层工作，我们开发了一个紧束缚的，动量空间形式主义能够描述任意晶格失配和/或不同层之间的错位不相称的多层范德华结构。我们演示了如何开发的形式主义可以用来模拟角分辨光电子能谱测量，扫描隧道光谱，可以探测的本地和总的态密度。一般的方法，然后施加到无公度扭曲的三层石墨烯结构。结果表明，三层之间的耦合对低能光谱特性有显著影响，不能简单地归结为层间的成对杂化。
2018-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Moiré of Moiré: Modeling Mechanical Relaxation in Incommensurate Trilayer van der Waals Heterostructures
多层二维材料的无公度堆叠是一个具有挑战性的问题，从理论的角度和一个有趣的途径来操纵他们的物理性质。在这里，我们提出了一个多尺度模型，以获得扭曲的三层范德华（vdW）异质结构的机械弛豫模式与两个独立的扭曲角，一个一般不相称的系统没有超原胞的描述。我们采用的配置空间作为一个自然的描述，这种不相称的分层材料，基于原子位置的局部环境，绕过相称的近似的需要。为了获得松弛模式，我们执行能量最小化相对于松弛位移向量。我们使用一个连续介质模型结合广义层错能来描述层间耦合，从第一性原理计算的基础上密度泛函理论。我们发现扭曲的三层石墨烯和$\mathrm{WSe_2}$的弛豫图案是“莫尔的莫尔"，作为无公度耦合两个双层莫尔图案的结果。我们还表明，在扭曲双层膜中，相对于保持对称性的平面内弛豫，三层弛豫可以打破关于xy平面的两重旋转对称性时，两个扭曲角相等。
2020-04-20 cond-mat.mes-hall
Visualizing incommensurate inter-valley coherent states in rhombohedral trilayer graphene
本文利用扫描隧道显微镜直接成像菱面体三层石墨烯中的谷间相干（IVC）序，观察到与半金属和四分之一金属态相关的相变，并发现C3对称的不可公度IVC晶体相，证实IVC是石墨烯中广泛存在的破缺对称性基态。
2024-11-17 cond-mat.mes-hall
Dislocations in stacking and commensurate-incommensurate phase transition in bilayer graphene and hexagonal boron nitride
位错对应的二维六方双层，石墨烯和氮化硼的堆叠的变化，并与相称域之间的边界进行了研究，使用双链Frenkel-Kontorova模型的从头计算。结构转换的双层，其中底层被拉伸和上层被留下自由放松被认为是逐渐增加的伸长率的底层。位错的形成能，位错宽度和相称域之间的边界的取向进行了分析，取决于伸长的大小和方向。预测了在某一临界延伸率下发生从公度相到具有多位错的非公度相的二级相变。这种转变的序参量对应于位错密度，当底层的延伸率增加到临界值以上时，位错密度连续增长。在石墨烯和亚稳态氮化硼中，层在相同方向上排列，其中元素位错是部分的，然而，这种转变之前是在小于临界伸长率的伸长率下形成第一位错。包括该中间状态的相图在底层的伸长的大小和方向的坐标中绘制。
2016-06-13 cond-mat.mes-hall
Low friction and rotational dynamics of crystalline flakes in solid lubrication
固体在无公度接触时表现出低摩擦、“超润滑”和滑动。对于石墨表面上的石墨烯薄片，超润滑滑动仅仅是暂时的，这是由于薄片从与基底不相称的接触旋转到与基底相称的接触。我们研究这种旋转通道的摩擦在一个原型几何的细观和宏观固体润滑。通过分子动力学模拟和理论论证，我们发现由移动、旋转石墨烯薄片润滑的两个表面在被随机取向的钉扎石墨烯片覆盖时也表现出与理想的不相称接触一样的稳定的超润滑滑动。对于公度表面，我们发现了一个低摩擦状态在低温下，无公度状态不会被破坏的热涨落。
2011-08-11 cond-mat.mes-hall
Commensurate and incommensurate double moire interference in graphene encapsulated by hexagonal boron nitride
由六方氮化硼（BN）封装的石墨烯（G）的双莫尔图案的干涉可以改变初级/次级狄拉克点附近的电子结构特征以及由单个G/BN莫尔图案引入的电子-空穴对称性，这取决于顶部/底部BN层的相对堆叠布置。我们发现，强干涉效应被发现在近对齐的BN/G/BN和BN/G/NB，并获得作为莫尔超晶格扭曲角的函数的相关态密度的演化。对于相等的莫尔周期和具有$Δϕ= 0^{\circ}$模$60^{\circ}$角度差的相称图案，图案可以相长地相加，从而在空穴侧上产生约$\sim 0.5$ eV的大赝隙，或者根据它们的相对滑动而相消地抵消，例如部分地恢复电子-空穴对称性。$Δϕ=30^{\circ}$差异的云纹准晶体的电子结构揭示了几乎孤立的van Hove奇点的状态密度的双云纹功能，我们可以预期强相关。
2019-12-31 cond-mat.mes-hall
Towards twisted, topological, and quantum graphene plasmonics
University of Porto（波尔图大学）；University of Minho（米尼奥大学）；International Iberian Nanotechnology Laboratory（国际伊比利亚纳米技术实验室）；University of Southern Denmark（南丹麦大学）
本文研究了基于石墨烯的等离子体系统量子和拓扑性质，探讨了单层石墨烯、扭曲双层石墨烯及其他石墨烯堆叠材料，以及石墨烯基光栅、网格、石墨烯盘链和三角形晶格等结构的等离子体特性。
2026-03-27 cond-mat.mes-hall
Twisted bilayer graphene with Kekule distortion: isolated flat band
具有魔角的扭曲双层石墨烯由于在费米能级处存在孤立的平带而表现出强相关的电子性质。我们研究了扭曲双层石墨烯与基板上的两个层。衬底诱导每个石墨烯层Kekul $\acute{e}$畸变。用连续狄拉克费米子模型和紧束缚模型研究了系统。这两种研究都得出了类似的结论，即可能出现超窄带宽的孤立平坦带。
2019-07-28 cond-mat.mes-hall
Graphene on incommensurate substrates: trigonal warping and emerging Dirac cone replicas with halved group velocity
石墨烯附着在晶格稍微不匹配的表面上，例如六方氮化硼（hBN）或Ir（111），产生了狄拉克费米子的亚晶格破缺势的复杂景观。而在狄拉克点的间隙打开完美的晶格匹配的石墨烯上hBN，我们表明，小晶格不稳定性防止打开这个间隙，而是导致一个重正化狄拉克色散与三角翘曲。这种弯曲破坏了单个谷中的有效时间反演对称性。在此之上，产生了一组新的无质量狄拉克费米子，其特征在于群速度是原始石墨烯的一半。
2011-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pseudomagnetic fields in fully relaxed twisted bilayer and trilayer graphene
本文提出模型描述扭曲双层和对称扭曲三层石墨烯的晶格弛豫，发现面内位移产生弱依赖于扭曲角的赝磁场，且弛豫诱导的赝标势与能量差共同导致显著的电子-空穴不对称性。
2023-11-25 cond-mat.mes-hall
Topologically Protected Zero Modes in Twisted Bilayer Graphene
我们发现，扭曲的石墨烯双层可以揭示不寻常的拓扑性质在低能量下，作为一个结果的狄拉克点分裂。这些功能依赖于两层石墨烯之间的电子跳跃的对称性分析，我们推导出一个简化的有效的低能量哈密顿量，它捕获了扭曲的双层石墨烯的基本拓扑性质。相应的朗道能级显示出一种简并的零能模，这种模不能被强磁场提升。
2011-07-20 cond-mat.mes-hall
Minimum model for the electronic structure of twisted bilayer graphene and related structures
我们引入了一个最小紧束缚模型，只需要从石墨烯和无扭曲双层石墨烯中提取三个参数。该模型不仅定量地再现了这两个系统和费米能级附近的块状石墨的电子结构，而且还再现了扭曲双层石墨烯的电子结构，包括魔角的值，在该值处，$E_F$处的带平坦而没有重叠，并且两个间隙打开，一个在$E_F$上方，一个在$E_F$下方。哈密顿量是足够透明和灵活的，以采用其他扭曲的分层系统。
2018-08-10 cond-mat.mes-hall
Topological flat bands in twisted trilayer graphene
扭曲三层石墨烯（TLG）可能是迄今为止最简单的现实系统，它具有非平凡拓扑的平坦带。本文用连续介质模型详细计算了它的能带结构和能带拓扑，即近平坦带的谷陈数。在实际参数下，扭转TLG的魔角约为1.12 $^{\circ}$，在此魔角处出现两个近似平坦的带。与扭曲的双层石墨烯不同，小的扭曲角可以在所有狄拉克点处诱导出微小的间隙，该间隙可以通过垂直电场进一步扩大。扭转TLG中两个近平带的谷陈数取决于扭转角$θ$和垂直电场$E_\perp$。考虑到它的拓扑平坦带，扭曲TLG应该是研究拓扑非平凡平坦带系统中强关联物理的理想实验平台。同时，由于对称性的降低，扭曲TLG中的关联态与扭曲双层石墨烯和扭曲双层石墨烯中的关联态有很大的不同。
2019-05-02 cond-mat.mes-hall
Two phases with different domain wall networks and a reentrant phase transition in bilayer graphene under strain
用解析的双链Frenkel-Kontorova模型来描述双层石墨烯中的畴壁网络，其中一层在双轴拉伸时形成畴壁网络。我们表明，在$3.0\cdot 10^{-3}$的相对双轴伸长的形成一个规则的三角形畴壁网络的无公度相变，其次是过渡到另一个无公度相与条纹网络的伸长$3.7\cdot 10^{-3}$。对于伸长$\sim10^{-2}$，预测了到具有三角形畴壁网络的相的重入转变。
2020-04-17 cond-mat.mes-hall
Collective excitations and plasmon spectrum in twisted bilayer graphene near the magic angle
具有微小旋转角的扭曲双层石墨烯由于具有非常规的超导和相关绝缘行为而引起了人们的极大关注。本文采用全紧束缚模型研究了扭曲双层石墨烯在魔角附近的集体激发。极化函数由紧束缚传播方法得到，无需对哈密顿矩阵进行对角化。在考虑原子弛豫的情况下，在室温和超导转变温度下，在魔角附近发现了阻尼和无阻尼的带间等离激元模。特别地，在超导转变温度下，在魔角扭曲的双层石墨烯中可以直接探测到窄带中的无阻尼等离子体激元模式。无阻尼等离子体激元模式是可调的角度和逐渐消失的温度和化学势。在实践中，扭曲双层石墨烯中的平带可以通过从测量的能量损失函数探索集体等离子体来检测。
2020-10-27 cond-mat.mes-hall
Enhanced Phonon-Assisted Tunneling in Metal -- Twisted Bilayer Graphene Junctions
本文通过平面隧穿谱测量发现扭转双层石墨烯中声子辅助隧穿较Bernal堆叠双层石墨烯显著增强，并借助声子色散计算阐明其机制，为研究扭转范德华材料中的电子-声子耦合提供了通用工具。
2025-07-17 cond-mat.mes-hall
High transmission in twisted bilayer graphene with angle disorder
角度无序是扭曲双层石墨烯和其他莫尔材料的固有特征。在这里，我们讨论了扭曲双层石墨烯中的角度无序的电子输运。我们计算局域态密度和兰道尔-比蒂克传输通过角度无序障碍的宽度可比的莫尔周期，使用抽取技术的基础上的一个真正的空间描述。我们发现，障碍，其中分离的频带的宽度不同的50%或更多的区域导致一个小的抑制的传输，传输是接近一个正常的入射，这是让人想起克莱因隧道。这些结果表明，扭曲的双层石墨烯中的输运弱受扭曲角无序。
2021-08-05 cond-mat.mes-hall
Commensurate-incommensurate transition for graphene on hexagonal boron nitride
当晶体受到周期性势作用时，在一定的情况下（如当势的周期接近晶体周期性时;势足够强时等），它可能会自我调整，以遵循电位的周期性，从而形成所谓的相称状态。这种相变在凝聚态物理的许多领域都是普遍存在的现象：从晶体中的磁性和位错，到超导体中的涡旋，以及吸附在晶体表面上的原子层。特别感兴趣的可能是两个相称的阶段之间的拓扑缺陷的属性：孤子，域壁，和位错壁。在这里，我们报告了六方氮化硼（hBN）顶部的石墨烯的硼酸盐-无公度转变。根据两个六边形晶格之间的旋转角度，石墨烯可以拉伸以调整到稍微不同的hBN周期性（对于小旋转角度发现的相称状态）或表现出很少的调整（不相称状态）。在相称状态下，具有匹配晶格常数的区域被积累所产生的应变的畴壁分开。这种类似孤子的物体引起了人们极大的兴趣，它们的存在可能解释了最近的观察结果，即石墨烯-hBN异质结构的电子、光学、拉曼和其他性质发生了显着改变。
2014-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate tunable topological flat bands in twisted monolayer-bilayer graphene
我们研究了扭曲单层-双层石墨烯（tMBG）或双层石墨烯上的扭曲石墨烯（tGBG）的能带结构，作为扭曲角和垂直电场的函数，以寻找实现隔离的近平坦带的最佳条件。对于$0.3^{\circ} \sim 1.5^{\circ}$范围内的扭转角，更具体地在$θ\sim 0.5^{\circ}, \, 0.85^{\circ}, \,1.3^{\circ}$周围的岛中，对于适当的垂直电场大小和方向，预期与满足$U_{\textrm{eff}} /W \gtrsim 1$的有效库仑能量相当或更小的窄带宽。电子-空穴非对称带的谷陈数本质上取决于双层石墨烯中跳跃项的细节，并且取决于与接触的六方氮化硼衬底对准的石墨烯层中的电场或平均交错电势等因素。带隔离、带宽和谷陈数的这种可调谐性使得tMBG成为比扭曲双层石墨烯更通用的系统，用于发现倾向于强相关性的几乎平坦的带。
2020-05-04 cond-mat.mes-hall
Valley protected one-dimensional states in small-angle twisted bilayer graphene
理论预测，施加电场打破了扭曲双层石墨烯中AB和BA堆叠畴的反转对称性，导致形成一维谷保护螺旋态的三角形网络。这种一维态的二维网络已经在几项研究中观察到，但仍然缺乏直接的实验证据表明这些一维态中的电子输运是谷保护的。在这项研究中，我们报告的小角度扭曲的双层石墨烯在室温下的网络的存在。此外，通过分析最小扭曲双层石墨烯的原子分辨扫描隧道显微镜图像的傅立叶变换，我们提供了令人信服的实验证据，即在反向传播的一维状态的电子输运确实是谷保护。
2021-09-09 cond-mat.mes-hall
Electronic Properties of Twisted Trilayer Graphene
我们研究了扭曲的三层石墨烯的电子性质，其中两层具有Bernal堆叠，第三层相对于AB堆叠层具有相对旋转。在狄拉克点附近，AB-扭曲的三层石墨烯光谱显示出两个抛物型Bernal带和一个扭曲的狄拉克锥。对于小的扭转角，抛物线带呈现出随旋转角减小而增大的间隙。在扭曲的狄拉克锥中也有类似的角度依赖性的位移。我们关联的间隙在三层与狄拉克锥在一个孤立的扭曲双层，这是由于在旋转几何结构中的子晶格混合所造成的电子-空穴对称性的损失的移位。使用紧束缚和连续模型，我们推导出一个有效的哈密顿量，占该系统的相关低能量属性。
2013-01-14 cond-mat.mes-hall
Quantum capacitive coupling between large-angle twisted graphene layers
已知大角度扭曲双层石墨烯（tBLG）由于对应于倒易空间中的各个石墨烯层的狄拉克锥的空间分离而电子解耦。层之间的紧密间隔导致强电容耦合，为原子级薄器件的应用开辟了可能性。本文提出了一个自洽的量子电容模型来描述退耦石墨烯层的静电特性，并将其推广到有限磁场下的退耦tBLG和零磁场下的大角度扭曲双层石墨烯。我们探测电容耦合通过电导，显示出良好的模拟和实验之间的协议，所有考虑的系统。我们还提出了一个新的实验，利用去耦效应，通过施加适度低的偏压，在双层石墨烯中诱导出巨大的可调带隙。我们的模型可以扩展到由解耦的石墨烯多层膜以及非石墨烯系统组成的系统，开辟了量子电容耦合材料的新领域。
2023-02-25 cond-mat.mes-hall
Raman-scattering study of the phonon dispersion in twisted bi-layer graphene
在层之间具有扭转角θ的双层石墨烯产生被称为莫尔图案的超晶格结构。这种超晶格提供了一个依赖于θ的q波矢量，它激活了布里渊区内部的声子。在这里，我们表明，这种超晶格诱导的拉曼散射可以用来探测扭曲的双层石墨烯（tBLG）中的声子色散。这里报道的效应在许多方面不同于石墨烯相关材料中广泛研究的双共振，并且尽管在tBLG中不存在堆叠顺序，但观察到层呼吸振动（即ZO'声子）。
2013-03-28 cond-mat.mes-hall
Enhanced Intervalley Scattering of Twisted Bilayer Graphene by Periodic AB Stacked Atoms
采用输运测量和扫描隧道显微镜相结合的方法研究了SiC衬底上扭曲双层石墨烯的电子性质。我们报告的观察增强谷间散射从一个狄拉克锥到其他，这有助于弱本地化，通过增加层间耦合强度的扭曲双层石墨烯。我们的实验和分析表明，增强的谷间散射是密切相关的周期性AB堆叠原子（层1的A原子和层2的B原子具有相同的水平位置），打破了局部的石墨烯的亚晶格简并。我们进一步表明，这些周期性的AB堆叠原子影响谷间，但不intravalley散射。这一结果为原子级调控石墨烯的谷间散射提供了一种有效的方法。
2012-06-26 cond-mat.mes-hall
Theory of Twisted Bilayer Graphene Near Commensuration
无限扭曲的石墨烯双层由长波长理论描述，但迄今为止，这种理论只存在于小角度的层间旋转。我们建立了一个长波长的理论没有这样的限制，而是需要接近简化。该理论从它所接近的完全相称的双层继承了它的能量尺度。它是一个空间插值的低能量理论的公度结构与两个可能的子晶格交换（SE）对称性：SE偶和SE奇。除了推广现有的理论，我们的理论带来了实验达到迄今为止难以捉摸的石墨烯的物理，如带隙和非平凡的能带拓扑结构。
2014-09-06 cond-mat.mes-hall
Moiré edge states in twisted bilayer graphene and their topological relation to quantum pumping
我们研究了扭曲双层石墨烯的边缘态及其拓扑起源。我们发现，扭曲的双层石墨烯具有特殊的边缘状态与莫尔图案，这些莫尔边缘状态的出现与滑动陈数，它描述了相对层间滑动引起的拓扑电荷泵。当扭转双层中的一层相对于另一层滑动时，边缘态从一个能带转移到另一个能带，并且在一个滑动周期中泵浦的边缘态的数目被示出为等于带隙的滑动陈数。这种关系可以被看作是摩尔双层系统中固有的体积-边缘对应关系的表现。
2020-12-04 cond-mat.mes-hall
Dirac Magic and Lifshitz Transitions in AA-Stacked Twisted Multilayer Graphene
我们发现了一种新型的魔角现象时，AA堆叠的石墨烯双层是扭曲的另一个石墨烯系统与带接触。在最简单的情况下，这构成了由相对于单层石墨烯扭曲的AA堆叠双层形成的三层系统。我们发现多个各向异性的狄拉克锥以一定的角度共存于这种扭曲的多层结构中，我们称之为“狄拉克魔”。“我们将狄拉克魔角的起源追溯到扭曲的AA双层狄拉克锥相对于莫尔倒易晶格中其他接触带的光谱的几何结构。狄拉克锥的各向异性和伴随的级联鞍点诱导了一系列拓扑Lifshitz跃迁，这些跃迁可以通过扭转角和垂直电场来调节。我们讨论了直接观察狄拉克魔术的可能性，以及它的后果的相关态的电子在这个云纹系统。
2021-07-22 cond-mat.mes-hall
Topological charge pumping in twisted bilayer graphene
当费米能级位于其中一个小间隙中时，\moire超晶格两层之间的滑动运动产生电流，实现了二维拓扑无源泵浦.有趣的是，手性电荷泵，即由滑动运动引起的横向电流，在扭曲的同质双层中是可能的。通过对扭曲双层石墨烯中绝热电流的具体计算，证实了这一结果。我们的工作揭示了\moire超晶格特有的机械运动和电之间的有趣联系，并可能在纳米发电机和纳米电动机中找到应用。
2019-10-28 cond-mat.mes-hall
Nodal Surfaces in Photoemission from Twisted Bilayer Graphene
在电子结构的长波理论下，研究了扭曲石墨烯双层膜角分辨光电子能谱中的选择规则和干涉效应。使用一个通用的模型层间耦合，我们确定的特征，在计算的ARPES动量分布控制的奇异性和拓扑特征的长波长光谱。我们区分的光谱特征，控制在光谱中的单层奇异性，其修改由层间耦合所产生的每一层的规范电位，和新的能量依赖的干涉效应，直接探测层间的相干性。结果表明，如何ARPES光谱的能量和偏振依赖性可以用来表征扭曲双层石墨烯的层间耦合。
2013-04-05 cond-mat.mes-hall
Chiral correlation of drag currents inducing optical activity of twisted bilayer graphene
研究了扭曲双层石墨烯的旋光性和量子输运机制。用有效连续介质模型研究了双层体系中唯一电子态的形成。这种状态被示出为支持在两个石墨烯层中的电子的横向运动的相关性。由于原子晶格的手征结构，这种阻力关联的贡献不完全抵消，从而导致光学电导张量的阻力项。我们表明，电导率的阻力项是空间色散的表现。我们展示了如何分析和计算的电导率张量，管理系统的旋光性的组件。还计算了扭曲双层石墨烯系统的直流电导率。它表明存在一个量子电导率值$\propto e^2/h$在本征费米能。
2022-05-25 cond-mat.mes-hall
Intrinsic nonlinear Hall effect and gate-switchable Berry curvature sliding in twisted bilayer graphene
本研究在高质量扭曲双层石墨烯中观测到Berry曲率偶极诱导的本征非线性霍尔效应，并利用位移场实现Berry曲率热点滑动及霍尔电压方向、幅度的栅极调控。
2023-08-15 cond-mat.mes-hall
Klein Tunneling and Fabry-Pérot Resonances in Twisted Bilayer Graphene
该研究针对转角双层石墨烯中载流子的隧穿问题，分析低能激发下克莱因隧穿与法布里-珀罗共振的各向异性特性，揭示了势垒参数对电导的调控规律，为新型各向异性二维材料纳米器件设计提供了理论依据。
2025-02-22 cond-mat.mes-hall
Parallel transport and layer-resolved thermodynamic measurements in twisted bilayer graphene
我们采用双栅30°扭曲的双层石墨烯来展示同时超高的迁移率和电导率（在室温下高达40 mS），这在单层石墨烯中是无法实现的。我们发现定量协议与两个原始石墨烯片之间的平行传导的一个简单的现象学，与栅极控制的载流子分布。基于平行输运机制，我们介绍了一种原位测量两层化学势的方法。这种扭曲使能的方法既不需要介电间隔物，也不需要单独的接触，具有极大地简化高电流感兴趣的石墨烯基系统中的热力学量的测量的潜力。
2022-01-11 cond-mat.mes-hall
Time-resolved ARPES and optical transport properties of irradiated twisted bilayer graphene in steady-state
该研究理论对比周期性驱动扭曲双层石墨烯中 Floquet 态的稳态与投影占据，揭示二者在 trARPES 谱和光学霍尔电导率上的显著差异。
2025-02-18 cond-mat.mes-hall
AA stacking, tribological and electronic properties of double-layer graphene with krypton spacer
采用van der Waals修正的密度泛函理论，研究了具有近单层覆盖的公度和非公度氪间隔层的双层石墨烯的结构、能量和摩擦学特性.结果表明，当间隔物处于相称相时，石墨烯层具有AA堆叠。对于这个阶段，相对平面内平移和旋转运动的障碍和剪切模式的频率的石墨烯层的计算。对于不相称的阶段，这两个障碍被发现是微不足道的小。一个相当大的变化的石墨烯层之间的隧道电导分离的相称的氪间隔在其相对亚埃位移揭示了通过使用的Barnstrom方法。纳米机电系统的基础上所研究的摩擦学和电子性能的异质结构的可能性进行了讨论。
2013-11-09 cond-mat.mes-hall
Perfect one-dimensional chiral states in biased twisted bilayer graphene
我们从理论上研究了小角度扭曲的双层石墨烯的电子结构，在顶层和底层之间具有很大的电势不对称性。我们发现，已知出现在三角形AB-BA域边界上的出现螺旋态实际上并不形成一个传播网络，而是提供了独立的，完美的一维通道，在三个不同的方向传播。使用连续模型的哈密顿量，我们证明了施加的偏置导致两个定义良好的能量窗口，其中包含稀疏分布的一维通道。这些能量窗口的起源可以使用单层石墨烯的交叉电子和空穴带的双带模型来理解。我们还利用紧束缚模型实现了扭曲双层石墨烯的晶格形变，并讨论了晶格弛豫对一维沟道的影响。
2020-01-22 cond-mat.mes-hall
Optical conductivity, Drude weight and plasmons in twisted graphene bilayers
在连续介质模型下数值计算了扭曲石墨烯双层膜的光学电导率。为了获得虚部，我们采用正则化的Kramers-Kronig关系，使我们能够讨论任意的扭转角，化学势和温度。我们发现Drude重量$D$与化学势$μ$的函数关系与态密度所显示的扭曲双层的壳层结构密切相关。对于某些角度，这导致在有限的$μ$处的传输间隙D=0。我们还讨论了损失函数，低掺杂，其特征在于声学带间“等离子体激元”和过渡接近的范霍夫奇点。对于较大的掺杂，去耦的石墨烯双层的等离子体振子模式被恢复，其特别是对于小波数被阻尼。
2013-07-17 cond-mat.mes-hall
Higher-Order Topological Insulator in Twisted Bilayer Graphene
高阶拓扑绝缘体是新近提出的一种物质拓扑相，其体拓扑表现为二维或高维下边界的局域模。在这项工作中，我们提出了扭曲的双层石墨烯与大角度作为高阶拓扑绝缘体，托管拓扑角电荷。在大的相称角，谷间散射打开了体隙和角状态发生在半填充。基于第一性原理计算和解析分析，我们得到了一个惊人的结果：只要基本对称性保持不变，角态的出现并不依赖于特定角的选择.我们的研究结果表明，扭曲双层石墨烯可以作为一个强大的候选材料的二维高阶拓扑绝缘体。
2019-07-05 cond-mat.mes-hall
Alternating twisted mutilayer graphene: generic partition rules, double flat bands, and orbital magnetoelectric effect
扭曲石墨烯系统由于各种相关相和拓扑相的发现而引起了人们的极大关注。特别是最近发现的交替扭曲三层石墨烯具有非常规的超导电性，这促使我们研究这类交替扭曲石墨烯系统的电子结构和可能的有趣关联效应。在这项工作中，我们考虑了具有$M$ - $L$-$N$堆叠配置的通用交替扭曲多层石墨烯（ATMG）系统，其中$M$（$L$）石墨烯层和$L$（$N$）层以角度$θ$（- $θ$）扭曲。基于一个简化的$\textbf{k}\!\cdot\!\textbf{p}$模型方法的分析，我们解析地推导出一般的分配规则的低能电子结构，表现出各种有趣的带色散，包括一对平带，两对平带，以及与狄拉克锥，二次带共存的平带，或更一般的$E(\mathbf{k})\!\sim\!k^J$色散（$J$是正整数）为每个自旋和谷。这种不寻常的非相互作用的电子结构可能具有非常规的相关效应。特别是对于具有两对平带（每自旋每谷）的镜像对称ATMG系统，我们发现库仑相互作用可以驱动系统进入时间反转和镜像对称性同时破缺的状态，这种破缺状态下由于电极化的强度和轨道磁化序的交织而呈现出一种新型的轨道磁电效应.
2021-11-11 cond-mat.mes-hall
Electrically controllable magnetism in twisted bilayer graphene
扭曲的石墨烯双层开发高度局域化的状态周围AA堆叠区域小的扭曲角。我们表明，相互作用效应可能会引起反铁磁（AF）和铁磁（F）极化的所述区域，这取决于层之间的电偏置。值得注意的是，F-极化的AA区偏置下开发螺旋磁有序，与相邻区域之间的相对$120^\circ$错位由于受挫的反铁磁交换。这种显着的螺旋磁性自然出现，而不需要自旋轨道耦合，并与更传统的晶格反铁磁不稳定性竞争，有趣的是，由于费米速度抑制，在比单层石墨烯更弱的相互作用下，在更小的偏压下发展。这种丰富的和电可控的磁性可以将扭曲的双层石墨烯变成一个理想的系统，以研究二维的受抑磁性，具有一系列应用的有趣潜力。
2017-03-01 cond-mat.mes-hall
Low-Energy Electron Microscopy contrast of stacking boundaries: comparing twisted few-layer graphene and strained epitaxial graphene on silicon carbide
凡德瓦耳斯异质叠层中，只要后续层之间存在扭转角或晶格失配，就会出现堆叠畴界。这些域边界不仅可以托管拓扑边缘状态，对它们进行成像有助于确定扭曲双层石墨烯中的局部变化。在这里，我们分析的机制造成堆叠域边界对比度在明场低能电子显微镜（BF-LEEM）的SiC上的石墨烯，其中域边界是由应变和扭曲的几层石墨烯。我们表明，当域边界之间的顶部两个石墨烯层，BF-LEEM对比度观察到由于振幅对比度，以及对应于纯粹基于在域边界的局部堆叠的对比度的计算。相反，对于更深的域边界，振幅对比度仅提供了域本身中的不等价叠加之间的微弱区别。然而，对于小的畴相衬，其中来自晶胞的不同部分的电子干涉导致非常强的对比度。我们推导出一个一般的经验法则，预期的BF-LEEM对比度域边界的范德瓦尔斯材料。
2022-07-29 cond-mat.mes-hall
Optoelectronic Fingerprints of Interference between Different Charge Carriers in Graphene Superlattices and Analogies to Twisted Graphene Bilayers
受最近关于Kekulé图案化石墨烯低能光谱的实验结果的启发，研究了具有空间调制的石墨烯超晶格的光电特征，该空间调制使单位晶格的尺寸增加了两倍，并将谷折叠到布里渊区的中心。对于像最近实验中看到的超晶格，光电响应揭示了多种载流子，它们的有效质量或费米速度不同。它们的特征类似于多重费米子系统，其中不同的频率间隔由不同类型的准粒子主导。值得注意的是，这些系统的响应表现出的光学电导率的特征峰，这表明一种不同种类的载体之间的干扰。我们还讨论了一个相关的超晶格，表现出合并狄拉克锥和能带平坦化，与哈密顿类似的扭曲双层石墨烯的手征模型的版本，其中长程莫尔调制已被取代的两个参数的偏置。
2021-08-27 cond-mat.mes-hall
Continuum model for relaxed twisted bilayer graphenes and moiré electron-phonon interaction
我们建立了一个连续介质模型来描述任意晶格变形的扭曲双层石墨烯的电子结构和电子-声子相互作用。从紧束缚模型出发，导出了存在一般晶格位移时的层间哈密顿量，得到了光滑形变的长波连续谱表达式。我们表明，连续模型正确地描述了晶格弛豫扭曲双层石墨烯的能带结构。我们将该公式应用于声子振动，并导出了莫尔带态和莫尔声子模之间的电子-声子矩阵元的显式表达式。通过数值计算，我们发现在低扭转角下，由于超晶格杂化，电子-声子耦合和声子介导的电子-电子相互作用显著增强。
2020-02-21 cond-mat.mes-hall
Brownian dynamics of Dirac fermions in twisted bilayer graphene
基于半经典相对论朗之万方程，研究扭曲双层石墨烯中狄拉克费米子的布朗动力学，发现扭曲角调谐的随机运动、弱噪声下的确定性运行态及显著棘轮效应。
2023-06-17 cond-mat.mes-hall
Flat Bands in Slightly Twisted Bilayer Graphene
石墨的能带对改变电子结构的拓扑缺陷极其敏感。在本文中，我们发现不超过10毫电子伏的费米能在轻微扭曲的双层石墨烯的非色散平坦带作为从双层石墨烯的抛物线色散的特征线性色散的石墨烯的过渡的签名。这种转变发生在围绕$1.5^o$的层的相对旋转角度，并且与层解耦的过程有关。我们已经进行了从头计算，以开发一个紧束缚模型与层之间的相互作用哈密顿量，其中包括所有原子的$π$轨道，并考虑到一个层内的第三近邻的相互作用。
2010-12-20 cond-mat.mes-hall
Flatbands in twisted double bilayer graphene
对于适当的系统参数，在扭曲的多层石墨烯系统中可以出现具有几个毫电子伏特量级的极窄带宽的平带。在这里，我们研究了扭曲的双双层石墨烯的电子结构，或扭曲的双双层石墨烯，找到孤立的平带可以出现作为扭曲角，垂直压力和层间电势差的函数的参数空间。我们发现，在扭曲的双双层石墨烯中，带宽通常比扭曲的双层石墨烯中的带宽平坦，在扭曲角$θ$和层间耦合$ω$的相同参数空间中大致高达两倍，使得在原则上更简单地定制窄带宽平带。当$ P \sim 2.5$ ~GPa时，垂直压力的应用可以将$θ\sim 1.05^{\circ}$处的最小模型的第一魔角提高到$θ\sim 1.5^{\circ}$的较大值，其中$θ\propto ω/ \upsilon_{F}$。窄带宽是预期在双双层连续范围内的小扭转角，即没有魔角，当本征双层间隙开放的电场，或由于远程跳跃条款。我们发现，适度的垂直电场可以通过增强狄拉克点附近的主带隙和高能带的次级带隙来提升低能平带的简并度。在$0^{\circ}$或$180^{\circ}$比对附近预期有明显的谷陈谱带。
2019-06-20 cond-mat.mes-hall
Observation of Low Energy Raman Modes in Twisted Bilayer Graphene
在通过化学气相沉积法生长的扭曲双层石墨烯中观察到了两个低于100 cm^-1的新拉曼模式。这两种模式被观察到在一个小的扭曲角的范围内，在该扭曲角的G拉曼峰的强度被强烈增强，这表明这些低能量模式和G拉曼模式共享相同的共振增强机制，作为扭曲角的函数。94 cm^-1模式（用532 nm激光激发测量）被认为是由扭曲的双层石墨烯晶格介导的基本层呼吸振动（ZO（prime）模式），它缺乏长程平移对称性。这种模式的频率和线宽的旋转角的依赖关系可以解释的双共振拉曼过程，这是不同于先前确定的拉曼过程激活的扭曲双层石墨烯超晶格。该依赖性还揭示了两个石墨烯层的电子带重叠的强烈影响。另一个在52 cm^-1处的新模式，以前在双层石墨烯系统中没有观察到，暂时归因于扭转模式，其中底部和顶部石墨烯层在平面内异相旋转。
2013-07-31 cond-mat.mes-hall
Electric field-tunable layer polarization in graphene/boron nitride twisted quadrilayer superlattices
最近观察到的非常规铁电性的AB双层石墨烯夹在六方氮化硼（hBN）提供了一个新的平台，以操纵多层范德华异质结构中的相关相。我们提出了一个低能量的连续介质模型的AB双层石墨烯封装的顶部和底部层的hBN或石墨烯，有两个独立的扭曲角。对于石墨烯/hBN异质结构，我们表明，扭转角的不对称性导致层极化的价带和导带。我们还表明，出平面位移场不仅调谐层偏振，但也使低能量带。我们扩展的模型表明，由AB双层石墨烯封装的顶部和底部的石墨烯层的四层石墨烯异质结构的电子结构可以类似地通过外部电场调谐。
2022-09-21 cond-mat.mes-hall
Change of chirality at magic angles of twisted bilayer graphene
我们推导出一个简单的公式，扭曲的双层石墨烯的实空间手性，可以涉及到它的片电流的叉积。该量示出了作为栅极电压的函数的第一远程带的明确限定的平台，其对于相称的扭转角被近似量化。第零个平台对应于第一个魔角，其中由于出现$C_6$对称性而发生符号变化。我们的观察提供了一个新的定义的魔角的基础上的宏观观察，这是在典型的运输实验。
2020-08-27 cond-mat.mes-hall
Moire-enabled topological superconductivity in twisted bilayer graphene
本文提出在邻近诱导Rashba自旋轨道耦合、s波超导和交换场的扭转双层石墨烯中，利用莫尔微带实现可调拓扑超导，且无需超平坦能带或精细调角。
2024-06-17 cond-mat.mes-hall
Moiré-Induced Transport in CVD-Based Small-Angle Twisted Bilayer Graphene
为了实现2D双电子器件的应用潜力，可扩展的合成和组装技术需要满足界面清洁度和扭转角均匀性方面的严格要求。在这里，我们表明，小角度扭曲的双层石墨烯组装从单独的CVD生长的石墨烯单晶可以确保高品质的传输特性，由设备规模的均匀莫尔电位。通过低温双栅极磁输运，我们展示了一个$2.4^\circ$扭曲超晶格的特点，包括层间耦合，降低费米速度，大的层间电容，和密度无关的布朗-扎克振荡的可调制度。这些莫尔感应电传输特征的观察建立了基于CVD的扭曲双层石墨烯作为基础研究的“撕裂和堆叠”剥离薄片的替代品，同时作为未来大规模组装的概念验证。
2022-07-04 cond-mat.mes-hall
