Band structure and insulating states driven by the Coulomb interaction in twisted bilayer graphene
我们分析了在魔角附近的扭曲石墨烯双层的相图。我们考虑了长程库仑相互作用的影响，在自洽的Hartree-Fock近似处理，我们研究任意带填充。我们发现了一个丰富的相图，不同的对称性破缺相，虽然tehy不一定显示在费米能隙。静电势对对称性破缺相能带的形状和带隙有重要影响。结果表明，实验上观察到的非超导对称性破缺相是由长程交换相互作用引起的。
2020-04-03 cond-mat.str-el
Possible correlated insulating states in magic-angle twisted bilayer graphene under strongly competing interactions
采用精确对角化方法，应用于扩展的哈伯德模型，研究了魔角扭曲双层石墨烯（TBG）中的相关绝缘态.我们的模型可以处理Wannier轨道之间的竞争相互作用，因为它们有显著的重叠，这是魔角TBG的一个重要但被忽视的方面。我们提出了两个候选人的相关绝缘状态：自旋和谷铁磁带绝缘体和狄拉克半金属态的两种口味与特殊的重整化，其中口味表示一个结合的自由度与自旋和谷。对于后一个候选者的重要结果之一是，它允许整个能带结构的半填充附近（即狄拉克点附近）的范霍夫奇点在超导性中发挥某种作用。狄拉克半金属态的两个味自由度和实验中观察到的朗道能级的双重简并度之间的一致性也值得注意。
2018-08-04 cond-mat.str-el
Correlation effects in (111) bilayers of perovskite transition-metal oxides
我们研究了钙钛矿型过渡金属氧化物LaAuO $_3$和SrIrO $_3$的人工（111）双层中相关诱导的Mott、磁性和拓扑相变，其中先前的密度泛函理论计算预测了该双层的拓扑绝缘态。利用动态平均场论结合实际的能带结构和库仑相互作用，我们发现LaAuO $_3$双层膜远离Mott绝缘区，拓扑绝缘态是稳定的.另一方面，SrIrO $_3$双层膜处于轨道选择性拓扑Mott转变的边缘，并通过反铁磁有序变为平凡绝缘体。因此，氧化物双层提供了一类新的拓扑材料，其中自旋-轨道耦合和电子-电子相互作用之间的相互作用是基本成分。
2014-05-15 cond-mat.str-el
Nonflat bands and chiral symmetry in magic-angle twisted bilayer graphene
本研究通过平均场有效理论，发现魔角扭曲双层石墨烯的平坦带带宽显著增加，波函数趋于手征极限，并探讨了其对称性破缺态的影响。
2025-05-26 cond-mat.str-el
Site-selective insulating phase in twisted bilayer Hubbard model
该研究用相干势近似计算扭曲双层方格半填充 Hubbard 模型的顺磁相图，发现并表征了两类位点选择性绝缘相，且证明在位势与层间扭曲可调控其稳定性。
2024-04-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
On the nature of the correlated insulator states in twisted bilayer graphene
我们使用自洽的Hartree-Fock计算在全$π$带希尔伯特空间进行评估最近发现的魔角扭曲双层石墨烯（TBG）的相关绝缘体状态的性质。我们发现，平坦的导带和价带之间的间隙打开在很宽的扭曲角范围内的中性，有时没有打破系统的谷投影${\cal C}_{2}{\cal T}$对称性。当扭转角接近魔值时（此时平带最窄），破坏的自旋/谷味对称不仅能在中性态形成带隙态，而且能在用整数$p = 1, 2, 3$填充$n = \pm p/4$的总莫尔带形成带隙态。因为魔角平带准粒子仅在有效介电常数大于$ \sim 20$时才与远带准粒子隔离，所以带隙态不一定破坏\CT对称性，因此在$n = \pm 1/4$和$n = \pm 3/4$处的绝缘态不需要表现出量子化的反常霍尔效应。
2019-12-30 cond-mat.str-el
Classification and Distinction of Possible Insulating Phases in Twisted Bilayer Graphene by Impurity Effects
本文研究了杂质对扭曲双层石墨烯（TBG）各绝缘相的影响。采用公认的连续介质模型\cite{b}计算了局域态密度。研究发现，通过局域态密度中杂质诱导的带隙束缚态峰的数目和性质，可以区分打破了先前理论\cite{pa,op1,Lee_2019}中提出的不同对称性的绝缘相.打破先前提出的对称性的绝缘相可以通过剩余的反幺正对称性进一步分类，并通过相应的剩余束缚态的Kramers简并来区分。在扫描隧道显微镜（STM）实验中，可以检测到局域态密度的带隙束缚态峰和束缚态的简并度，从而有助于区分不同的绝缘相。
2020-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fractionalization in Fractional Correlated Insulating States at $n\pm 1/3$ filled twisted bilayer graphene
该研究证明扭转双层石墨烯在$n\pm1/3$填充下的分数相关绝缘态具有分数电荷和受限迁移性，量子涨落驱动形成量子双纽线液体或固体，并发现$U(1)\times U(1)$ 1-形式对称性统一了激发运动，预测稀掺杂产生Luttinger液体行为。
2023-07-25 cond-mat.str-el
Insulating-to-conducting state transition in the bilayer Hubbard model induced by a perpendicular quench field
本文研究了双层半满Hubbard模型在垂直电场下的动态响应，发现当电场与在位排斥共振时，系统从Mott绝缘态转变为导电态，两层因长寿命掺杂形成相同导电行为，此转变源于在位相互作用与共振场的协同作用，为强关联系统场致导电提供了新机制。
2024-06-01 cond-mat.str-el
Strong coupling phases of partially filled twisted bilayer graphene narrow bands
我们确定的状态有利于库仑相互作用投射到Wannier的基础上的四个窄带的“魔角”扭曲的双层石墨烯。在每个莫尔晶胞填充两个电子/空穴时，这种相互作用有利于绝缘SU（4）铁磁体。动力学项选择基态，其中具有相反自旋的两个谷相等地混合，每个粒子的磁矩为零。我们还发现了扩展的激发态，其带隙在磁场中减小。一个绝缘条纹铁磁相是有利于在一个电子/空穴每单元电池。
2018-10-19 cond-mat.str-el
Correlated insulating phases of twisted bilayer graphene at commensurate filling fractions: a Hartree-Fock study
受最近观察到的绝缘状态在扭曲的双层石墨烯，我们研究的性质相关的绝缘相的扭曲的双层石墨烯在相称的填充分数。我们采用连续介质模型，将库仑相互作用投影到平带上，利用Hartree-Fock近似研究了基态。在不存在六方氮化硼衬底的情况下，基态是在电荷中性（填充$ν$ = 0，或每个莫尔单元四个电子）和$ν$ = -1/4和-1/2（每个单元分别三个和两个电子）时的谷间相干态，以及在$ν$ = -3/4（每个单元一个电子）时的$C_2\mathcal{T}$的相干破裂态。六方氮化硼衬底将所有$ν$处的基态驱动为$C_2\mathcal{T}$对称破缺态。我们的结果为进一步研究扭曲双层石墨烯中丰富的关联物理提供了很好的参考。
2020-07-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Canted antiferromagnetic phase of the $ν=0$ quantum Hall state in bilayer graphene
出于理解双层石墨烯中强绝缘$ν=0$量子霍尔态的性质，我们在量子霍尔铁磁性的框架下发展了该态的理论。在存在同位旋各向异性、垂直电场和塞曼效应的情况下得到的一般相图由自旋极化铁磁相（F）、倾斜反铁磁相（CAF）、部分层极化相（PLP）和完全层极化相（FLP）组成。我们解决的相位的边缘传输特性。将我们的研究结果与最近关于悬浮双栅器件的数据进行比较，我们得出结论，在较低电场下在双层石墨烯中实现的绝缘$ν=0$态是CAF相。我们还预测了一个连续的和尖锐的绝缘体-金属相变时，倾斜的磁场从绝缘CAF和FLP阶段，分别与金属边缘电导$2e^2/h$，这可能是在可用的字段范围内，可以让一个识别和区分的阶段实验。
2012-08-04 cond-mat.str-el
Recovery of massless Dirac fermions at charge neutrality in strongly interacting twisted bilayer graphene with disorder
通过“魔角”$θ\approx 1.1^\circ$扭曲堆叠两个石墨烯层产生平坦能带，这反过来又催化了取决于填充和样品细节的各种强相关现象。在电荷中性，运输测量揭示了表面平凡的半金属性（如预期的相关性弱时）在一些样品中，但在其他强大的绝缘。我们认为，相互作用和无序之间的相互作用承认任何行为，即使当系统是强相关和局部间隙。具体来说，我们认为，强相互作用辅以弱，光滑的无序稳定网络的缺口量子谷霍尔域与空间变化的陈数确定的无序景观-即使是一个完全不同的顺序是有利于在干净的限制。在这种情况下，足够小的样品，实现一个单一的域显示绝缘传输特性。相反，多畴样品表现出重新出现的无质量狄拉克费米子形成的无间隙畴壁模式，产生半金属行为，除了在超长尺度上的本地化变得可见。我们讨论了这个建议通过本地探针和运输的实验测试。我们的研究结果突出了随机性在扭曲异质结构的基态选择中可以发挥的关键作用，我们希望在其他填充物中有进一步的影响。
2019-11-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Domain wall competition in the Chern insulating regime of twisted bilayer graphene
我们考虑魔角扭曲双层石墨烯（TBG）在填充$ν=+3$，实验观察到一个强大的量化异常霍尔效应。这是由于形成的谷和自旋极化陈绝缘基态，自发地打破时间反演对称性，并稳定的六方氮化硼（hBN）基板。我们确定了三种不同类型的畴壁，并通过理论论证和Hartree-Fock计算来研究它们的性质和能量选择机制，这些计算适用于处理非均匀莫尔系统。我们评论的影响，这些结果的运输和扫描探针实验。
2021-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Optical response and nonlinear Hall response of twisted bilayer graphene in the insulating state
在本工作中，我们计算了扭曲双层石墨烯（TBG）在绝缘态下的光学响应和非线性霍尔响应。考虑了不同的绝缘态，包括自旋谷极化（SPVP）态、自旋极化量子霍尔（SPQH）态、自旋极化谷霍尔（SPVH）态和自旋极化Kramers-intervalley coherence（SPKIVC）态.我们计算了这四个态的光学电导率（$σ_{xx}$），发现自旋谷极化态呈现出与其他三个态不同的双峰特征。为了区分其他三种状态，我们计算了与Berry曲率偶极成正比的非线性Hall响应，发现Berry曲率偶极的化学势依赖性可以区分这三种状态。我们的结果可以在光谱和输运实验中得到验证，并可能有助于确定TBG中绝缘态的性质。
2023-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Excitonic Instabilities and Insulating States in Bilayer Graphene
采用重整化群方法研究了双层石墨烯最近邻跃迁的竞争基态。在没有相互作用的情况下，该模型在半填充时的费米面由两个具有动量$\mathbf{K}$、$\mathbf{K}'$的节点组成，其中导带和价带彼此接触，产生半金属。由于在这两点附近的能量色散是二次的，具有完美的粒子-空穴对称性，如果存在带间相互作用，激子不稳定性是不可避免的。使用微扰重整化群分析的一个循环的水平，我们发现不同的竞争有序基态，包括铁磁性，超导性，自旋和电荷密度波态与有序矢量$\mathbf{Q}=\mathbf{K}-\mathbf{K}'$，激子绝缘体状态。此外，在激子绝缘相和铁磁相中发现了两个具有谷对称性破缺的态。这一分析有力地表明，双层石墨烯的基态应该是带隙的，除了超导性外，所有其他可能的基态都是绝缘的。
2012-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ground state phase diagram of the half-filled bilayer Hubbard model
采用泛函重整化群计算和投影行列式量子蒙特卡罗模拟相结合的方法，我们研究了半填充正方晶格双层上的哈伯德模型。从这个综合分析，我们得到一个全面的帐户上的基态相图相对于系统的金属和（反铁磁有序）莫特绝缘以及带绝缘区域的程度。通过无偏泛函重整化群方法，我们展示了反铁磁Mott绝缘态作为自由金属态的相关不稳定性，由任何弱有限现场排斥引起。仔细分析的量子蒙特卡罗数据后，我们解决了识别这种反铁磁基态有限层间跳跃在弱耦合制度，其中非单调有限尺寸的修正被证明与两层费米表面结构的金属相的困难。另一方面，量子蒙特卡罗模拟非常适合于识别莫特绝缘相和带绝缘体之间的过渡中强耦合制度。在这里，我们比较我们的数值计算结果，从功能的重整化群过程中获得的过渡区的迹象。
2014-11-24 cond-mat.str-el
Novel phases in twisted bilayer graphene at magic angles as a result of van Hove singularities and interactions
由于关联而发现不同的相，特别是在低维材料中，一直是一个令人兴奋的基础研究课题。最近的实验扭曲的双层石墨烯揭示了作为掺杂的函数，以及Mott状绝缘相，当两个层相对于彼此扭曲在一定的“魔”角对应于每个莫尔晶胞两个粒子的掺杂时，可重入的非常规超导性。在这项工作中，我们提出了一个微观模型，考虑到相互作用和范霍夫奇异性的扭曲双层石墨烯在掺杂对应于一个粒子（$ν$ =1）每个莫尔晶胞的态密度和研究如何出现超导性。我们确定可能的对称性的序参量为$s^{\pm}$，而如果谷间耦合是可以忽略的对称性是$s^{++}$。此外，我们还发现了系统的绝缘区，这是一个具有均匀电荷不稳定性的区域，在该区域中金属相和绝缘相共存。
2018-11-11 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
Band insulator to Mott insulator transition in a bilayer Hubbard model
用集团动力学平均场论研究了双层膜中半满排斥哈伯德模型的基态相图。对于弱到中间值的库仑排斥$U$，该系统经历了一个过渡，从莫特绝缘相的金属相，然后到带绝缘相的层间跳跃增加。在强耦合的情况下，该模型表现出直接交叉从莫特绝缘相带绝缘相。这些结果是强大的相对于存在或不存在的磁性秩序。
2007-03-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Correlated Insulators in Twisted Bilayer Graphene
在石墨烯双层上的实验，其中顶层相对于下面的一层旋转，当莫尔带被部分填充时，显示出绝缘行为。我们计算了这些相位中的电荷分布，并估计了激发能隙。
2021-01-18 cond-mat.str-el
Flat-band ferromagnetism in twisted bilayer graphene
基于Mielke和Tasaki提出的平带铁磁性定理，讨论了扭曲双层石墨烯（TBG）。根据这一定理，铁磁性的发生，如果单粒子密度矩阵的平带状态是不可约的，我们认为，这一结果可以适用于TBG的准平带周围出现的电荷中性点周围的扭转角周围的魔角$θ\sim1.05^\circ$。我们表明，在这种情况下，密度矩阵是不可约的，从而预测中性TBG（$n=0$）的铁磁基态。然后，我们表明，该定理也可以只适用于平坦的导电带或价带，如果基板诱导一个单粒子间隙在电荷中性。同样在这种情况下，相应的密度矩阵是不可约的，导致半填充时的铁磁性（$n=\pm2$）。
2020-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The Mott-semiconducting state in the magic angle bilayer graphene
采用非微扰理论方法，研究了魔角下双层石墨烯中的强关联问题。我们集中在没有对称性破缺的解决方案，传统的莫特绝缘状态预计所有整数填充。在对应于介电常数$\varepsilon\approx 5$和几个整数填充的库仑排斥下，我们发现一个Mott半导体态，它同时拥有Mott态，并且在Mott间隙内，第二个小得多的半导体间隙。位于$Γ$点的这些Mott-ingap态的存在使得Mott态强烈地依赖于温度，并且在升高的温度下导致坏金属相。该系统在电荷中性点和远离电荷中性点的均匀填充物处是绝缘的。
2019-01-28 cond-mat.str-el
Emergent Symmetry and Valley Chern Insulator in Twisted Double-Bilayer Graphene
本研究结合理论计算与实验，观测到转角双双层石墨烯在横向电场下的谷陈数2态及霍夫施塔特能谱的能隙闭合现象，证实相互作用能不改变其涌现谷对称性与单粒子能带拓扑。
2024-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Charge order and Mott insulating ground states in small-angle twisted bilayer graphene
在这项工作中，我们确定了小角度扭曲的双层石墨烯的电子顺序的状态。基态被确定为弱耦合和强耦合，这是不同的距离的扭转角从它的魔值的代表。在弱耦合区，电荷密度波出现，打破平移和$C_{3}$ -旋转对称性。在强耦合制度，我们发现所有相称的莫尔带填充旋转和平移对称性破缺莫特绝缘态。根据当地占领的超晶格网站托管多达四个电子，全球自旋（铁磁）和谷对称性也被打破，这可能会导致减少朗道能级简并在实验中观察到的相称带填充。这些特定的电子订单的形成可以追溯到连接所有本地化的状态属于一个由AB-和BA-堆叠的超晶格区域形成的六边形的特征非本地相互作用的重要作用。
2020-05-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Impurity-induced triple point fermions in twisted bilayer graphene
三相点费米子是一种难以捉摸的电子激发，它将狄拉克和外尔模式推广到传统的高能模式之外。然而，找到真正的材料自然托管这些激发费米能量仍然具有挑战性。在这里，我们表明，扭曲的双层石墨烯是一个多功能的平台，实现强大的三相点费米子在二维空间。特别是，我们建立了本地化杂质的引进升降机的两个退化狄拉克锥，产生三相点费米子在电荷中性。此外，我们表明，谷极化被保存在一定的杂质位置的莫尔超胞弱和强的杂质势。我们最后表明，在相互作用的存在下，一个对称性破缺态与局部磁化可以发展出的三相点带，这可以选择性地控制静电门。我们的研究结果提出了扭曲双层石墨烯作为一个简单的固态平台，实现三相点费米子在电荷中性，并证明了非平凡的作用，杂质的莫尔系统。
2019-06-03 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
Spin density wave and electron nematicity in magic-angle twisted bilayer graphene
我们从理论上研究了不同掺杂水平的魔角扭曲双层石墨烯的多体性质。我们的研究集中在有序低温电子态的出现、稳定性和向列性的表现。众所周知，在相互作用消失时，所研究系统的低能谱由四个几乎平坦的几乎简并带组成。电子-电子排斥力提升了这种简并性。为了解释这种相互作用效应，使用了数值平均场论。假设基态具有自旋密度波序，我们引入了描述自旋磁化的多分量序参量。我们的模拟表明，序参量结构依赖于掺杂水平。特别地，远离电荷中性点的掺杂降低了有序态的旋转对称性，这表明出现了电子自旋态。向列性的表现可以在摩尔单元内的自旋磁化强度的空间分布中以及在单电子能带结构中观察到。向列性在半填充（每个超晶胞两个额外的电子或空穴）时最强。我们认为，对称性破缺是一个强大的功能系统基态，稳定的模型参数的变化。具体而言，它示出，远离电荷中性点，它持续的所有三个参数化的层间跳跃振幅的文件中讨论的。所得理论结果与已有的实验数据一致。
2020-10-28 cond-mat.str-el
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
Cascades between light and heavy fermions in the normal state of magic angle twisted bilayer graphene
我们提出了一个框架来理解最近观察到的级联跃迁和朗道能级简并在每一个整数填充的扭曲双层石墨烯。投射到窄带上的库仑相互作用导致整数填充的带电激发分散，形成新的带。如果激发使填充物远离电荷中性点，则它在莫尔布里渊区中心处具有带最小值，具有与实验相当的小质量;如果朝向电荷中性点，则它具有大得多的质量和更高的简并度。在远离整数填充的非零密度处，激发相互作用。在小质量侧的系统具有大的带宽并且形成费米液体。在大质量侧，带宽是窄的，可压缩性是负的，并且费米液体可能是不稳定的。这就解释了观测到的压缩性中的非线性特征，朗道风扇指向远离电荷中性以及它们的简并性。通过提供正常状态下电荷流动的描述，这个框架为低温下的超导性奠定了基础。
2021-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Bulk and Edge Properties of Twisted Double-Bilayer Graphene
可控二维莫尔材料的出现为研究拓扑物理学提供了一个新的平台。扭曲双层石墨烯（TDBG）已被预测为主机的拓扑非平凡的间隙相与Chern数等于2的电荷中性，当一半的平带被填充。然而，使用单个测量来诊断拓扑状态可能是困难的，因为同时探测体积和边缘性质是理想的。在这里，我们报告了化学势测量，传输测量和理论计算的组合，表明扭曲的双层石墨烯可以托管金属边缘传输，同时在体中绝缘。对多终端样品的测量的Landauer-Buttiker分析使我们能够定量评估边缘状态散射。我们将这些结果解释为预测的拓扑相在电荷中性的签名。
2021-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strange Metals from Melting Correlated Insulators in Twisted Bilayer Graphene
尽管对魔角扭曲双层石墨烯中相关绝缘态背后机制的理解逐渐趋向于各种自发对称性破缺，但高于绝缘转变温度的金属“正常态”仍然是神秘的，因为它具有过高的熵和温度线性电阻率。在这项工作中，我们专注于在低能平带的整数填充的相关绝缘态描述的序参数的波动对电荷输运的影响。出于对某些样本中零磁场下序参数景观不均匀性的观察，我们推测三角晶格上序参数的有效伊辛模型中存在令人沮丧的扩展范围相互作用。短距离铁磁相互作用和令人沮丧的扩展范围的反铁磁相互作用之间的竞争导致了一个新兴的长度尺度，形成条纹状的中尺度域以上的有序过渡。这些异质组态的无隙起伏被认为是负责的线性温度电阻率以及增强的低温熵。我们的见解链接实验观察到的线性温度电阻率和增强熵的挫折的强度，或等价地，介观长度尺度表征序参数域的出现。
2021-12-23 cond-mat.str-el
Quantum Hall Effect, Screening and Layer-Polarized Insulating States in Twisted Bilayer Graphene
我们研究了双栅扭曲双层石墨烯中的电子输运。尽管层之间的亚纳米接近，我们确定独立的贡献，从石墨烯朗道能级光谱的每一层的磁阻。我们证明，每一层的填充因子可以独立地控制通过双栅极，我们用它来诱导层之间的朗道能级交叉。通过分析朗道能级交叉的栅极依赖性，我们表征了有限的层间屏蔽，并提取原子间隔层之间的电容。在零填充因子下，我们观察到依赖于磁场和位移场的绝缘态，这表明存在层间耦合的反向传播边缘态。
2011-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Is magic-angle twisted bilayer graphene near a quantum critical point?
利用无偏大尺度量子蒙特卡罗模拟研究了一个扩展的哈伯德模型在荷中性时的量子力学行为.狄拉克费米子的费米速度重整化作为集群电荷相互作用的增加，直到出现质量项和量子相变从狄拉克半金属的价键固体（VBS）绝缘体建立。发现量子临界点属于三维$N=4$ Gross-Neveu手征XY普适性，并得到了高精度的临界指数.相互作用的进一步增强使体系进入两个不同的VBS相，并揭示了它们之间的性质和转变。由于该模型与魔角扭曲双层石墨烯有关，我们的结果可能与材料电荷中性点处的对称性破缺顺序有关，并将其周围广泛的普遍奇怪金属行为与量子临界涨落联系起来。
2019-10-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Colossal electroresistance and colossal magnetoresistive step in paramagnetic insulating phase of single crystalline bilayered manganite(La$_{0.4}$Pr$_{0.6}$)$_{1.2}$Sr$_{1.8}$Mn$_{2}$O$_{7}$
我们报告了在（La $_{0.4}$ Pr $_{0.6}$）$_{1.2}$ Sr $_{1.8}$ Mn $_{2}$ O $_{7}$的顺磁绝缘（PMI）状态下在$ab$ -平面上施加电流引起的低温电阻的显著降低。在较低的温度下观察到一个巨大的电阻效应，达到~ 95%。在低于10 K的低温下，在5 T附近出现一个巨大的磁阻阶跃，并伴随着绝缘体-金属转变的超尖锐宽度。向晶体注入更高的电流会导致阶跃跃迁消失。这些发现与研究晶体的PMI矩阵内钉扎的短程电荷有序簇的存在有密切的关系。
2008-12-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Inherited and flatband-induced ordering in twisted graphene bilayers
扭曲双层石墨烯系统中绝缘和超导态的性质存在激烈的争论。虽然许多研究试图解释费米能级附近的几个平坦能带，但理论和大量实验表明，非扭曲双层石墨烯系统确实表现出--或至少接近--与反铁磁有序有关的有序绝缘基态。在这里，我们调查的方式，这种磁有序的情况下，层之间的轻微扭曲的影响。我们发现，在电荷中性的扭曲系统的有序化倾向之间的非扭曲的AA和AB堆叠双层在中间温度下插入，而在较低的温度下的典型的平带色散能的顺序，订购的倾向，甚至增强扭曲系统。电荷中性时的优先顺序仍然表现出反铁磁自旋排列，有序矩在碳-碳键上交替，在莫尔尺度上有包络变化。这种排序可以理解为从非扭曲系统继承而来。然而，即使在RPA分析中，可能的低能行为也是相当通用的，并且每个莫尔单元中一个或多个电子的轻微掺杂可以使系统进入潜在的平带感应铁磁相。
2019-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dynamical properties of collective excitations in twisted bilayer Graphene
采用最近发展起来的动量空间量子蒙特卡罗方法，研究了扭曲双层石墨烯连续介质模型中单粒子和集体激发的动力学响应.在电荷中性，这种无偏的数值方法揭示了强烈的竞争，不同的对称性破缺通道与领先的不稳定性对谷间相干态。单粒子光谱表明，排斥相互作用推动费米子光谱重量远离费米能量，并打开一个绝缘的差距。集体激发的光谱表明近似的谷$SU(2)$对称性。在低能量下，观察到长寿命的谷波，这类似于海森堡铁磁性的自旋波。在高能量下，当这些尖锐的模式的能量达到费米子粒子-空穴连续体时，它们很快就会变得过阻尼。
2022-03-18 cond-mat.str-el
Quantum Oscillation in Excitonic Insulating Electron-Hole Bilayer
本文用Hartree Fock平均场理论研究激子绝缘电子-空穴双层中层间电容的量子振荡，揭示其源于电子/空穴朗道能级形成的激子，并发现强磁场会破坏激子序参量，使系统变为两个独立量子霍尔液体。
2024-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic Ground State in Bilayer Graphene with Realistic Coulomb Interactions
在低温下，在干净的双层石墨烯样品中已经通过实验观察到绝缘和导电电子行为，并且在半填充和没有磁场的情况下，对相互作用的基态的性质仍然没有共识。理论上，对于弱相互作用强度，已经预测了绝缘基态的几种可能性。然而，最近对具有短程相互作用的电荷中性双层石墨烯的哈伯德模型的重整化群计算表明，低能狄拉克费米子的出现将稳定弱相互作用的金属相。使用非微扰投影量子蒙特卡罗，我们计算的基态双层石墨烯使用一个现实的模型库仑相互作用，包括短程和长程的贡献。我们发现，需要一个有限的关键现场相互作用间隙双层石墨烯，从而证实了哈伯德模型的预期，即使在一个长程库仑势的存在下，与我们的理论重整化群分析。此外，我们还发现，临界现场相互作用所需的金属基态不稳定的层间耦合的增加而减少。
2019-03-14 cond-mat.str-el
Graph Theorem for Chiral Exact Flat Bands at Charge Neutrality
针对电荷中性下手性精确平带缺乏通用实现模型的问题，本文提出二分双覆盖（BDC）定理，证明线图晶格BDC含阴阳手性平带，并拓展至非BDC晶格，为相关材料与量子特性研究提供新方向。
2023-12-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Unconventional superconductivity in nearly flat bands in twisted bilayer graphene
平坦的电子带可以容纳过多的相互作用驱动的量子相，因为其中的动能被猝灭，因此电子相互作用占优势。扭曲的双层石墨烯，靠近所谓的“魔角”，其特征是\emph{slow}狄拉克费米子靠近电荷中性点，持续到高能量。从一个连续模型的缓慢，但强烈的相互作用狄拉克费米子，我们表明，随着化学掺杂远离电荷中性点，时间反转对称性破缺，谷赝自旋三重态，拓扑$p+ip$超导体逐渐设置，当系统驻留在一个反铁磁有序的边缘（由于哈伯德排斥），在定性与最近的实验结果。$p+ip$的成对态具有量子化的自旋和热霍尔电导率，极克尔和法拉第旋转。我们的结论也适用于其他相关的二维Dirac材料。
2019-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Kondo effect in monolayer and bilayer graphene: physical realizations of the multi-channel Kondo models
我们对单层和双层石墨烯中电荷中性点附近的近藤问题进行了群论研究。利用群表示理论，我们从对称性的考虑导出了一族Kondo模型，适用于杂质原子在任意轨道状态下的所有3重或6重旋转轴的对称位置。我们发现六个可能的类的部分各向异性四通道近藤模型。作为关键的结果，我们认为几种可能性，以实现占主导地位的通道对称的双通道近藤效应的制度，保护的局部对称性和具体的石墨烯能带结构。我们的发现为观察石墨烯中丰富的多通道近藤物理和相关的非费米液体行为开辟了前景。
2013-05-01 cond-mat.str-el
Universal Features of Landau Fans of Twisted Bilayer Graphene with Large Superlattices
目前对不同的扭曲双层石墨烯（TBG）样品的实验已经发现了不同的绝缘相。尽管有这种多样性，这些绝缘相的许多特征似乎是普遍的。它们包括朗道风扇远离电荷中性的分散，减少朗道风扇简并从预期值在电荷中性，和进一步减少这种简并时，跨越绝缘相与奇数个电子在超晶格晶胞。我们指出，所有这些行为以及在一些绝缘状态下观察到的铁磁行为表明了一个潜在的“理想”模式，在不同的实验中，不同的样品中实现了不同的部分。我们进一步表明，这种模式可以占一个哈伯德一样的超晶格模型增强了一组化学势依赖的平均场，打破了内部的八个自由度的对称性连续。Mott类物理学和平均场物理学的同时重要性可能是具有大超晶格的扭曲2D电子材料的一般特征，不一定限于石墨烯。
2019-04-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Weak Coupling Theory of Magic-Angle Twisted Bilayer Graphene
本文研究魔角双层石墨烯中的强关联现象，采用含时Hartree近似分析电子关联，发现Hartree相互作用主导电子可压缩性，顺磁态在电荷中性附近稳定，且平均场理论高估了能量对flavor极化的依赖。
2024-10-16 cond-mat.str-el
Antiferromagnetic state in bilayer graphene
受小贝拉斯科最近实验的启发。{\em等} [J.小贝拉斯科{\em等}，Nat.Nanotechnology 7，{\bf 156}（2012）]，我们开发了在任意垂直磁场B下在电荷中性点处双层石墨烯中的相互作用诱导的反铁磁（AF）状态的平均场理论。我们证明，AF状态可以持续在所有$B$。在更高的$B$，状态不断交叉到AF阶段的$ν=0$量子霍尔铁磁体，最近认为是实现在绝缘$ν=0$状态。平均场准粒子间隙在B = 0时是有限的，并且随着B的增加而增长，在量子霍尔制度中成为准线性的，与所报道的传输间隙的行为一致。通过调整模型的两个自由参数，我们获得了间隙依赖性的关键参数的实验值和理论值之间的同时定量协议-其零场值和斜率在较高的领域。我们的研究结果表明，在参考文献1中观察到的双层石墨烯中的绝缘状态在所有磁场下都是反铁磁的（一旦考虑塞曼效应，则是倾斜的）。
2012-12-01 cond-mat.str-el
SU(4) symmetry in twisted bilayer graphene - an itinerant perspective
我们研究了扭曲双层石墨烯在电荷中性以上的小填充和Van Hove填充下的非对称破碎相。我们认为，在这些填充的粒子-空穴序参量的朗道泛函都有近似的SU（4）对称性，但四次项的符号不同。我们确定了基态的序参量流形，并分析了它的激发。对于小的填充，我们发现一个强烈的一阶跃迁到SU（3）$\otimes$ U（1）流形的顺序，打破自旋谷对称性和诱导的3-1分裂的费米子激发。对于Van Hove填充，我们发现了一个弱的一阶跃迁到SO（4）$\otimes$ U（1）阶流形，并保持了二重带简并性.我们讨论了粒子-空穴序对超导电性的影响，并与强耦合方法进行了比较。
2021-08-11 cond-mat.str-el
Spin-Polarized-Current State of Electrons in Bilayer Graphene
提出了双层石墨烯中电子自旋极化电流态的模型。该模型解决了实验所揭示的难题：（a）绝缘基态电荷中性点（CNP）的能隙$E_{\rm gap}$可以被任意极性的垂直电场闭合;（b）$E_{\rm gap}$随磁场$B$的增大而显著增大;（c）在$B$存在时粒子-空穴谱是不对称的，（d）在CNP的小$B$处的电导率中存在峰结构，以及（e）在最低朗道能级中存在源于简并提升的量子霍尔态。该模型预测，系统的基态接近CNP是一个亚铁磁体在有限的$B$和霍尔电流是自旋极化。
2014-05-02 cond-mat.str-el
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
Ferromagnetic Mott State in Twisted Graphene Bilayers at the Magic Angle
我们解决了有效的紧束缚哈密顿描述绝缘莫特态的扭曲石墨烯双层在一个魔角。在这种结构中，扭曲的双层形成了一个蜂窝状的局域态超晶格，其特征是出现了具有四重简并度的平带。在计算了超晶格的最大局域Wannier波函数后，我们导出了描述Mott态的有效自旋模型。我们认为，该系统是一个异国情调的铁磁莫特绝缘体，具有明确的实验签名。
2018-12-10 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
Theory of correlated insulating behaviour and spin-triplet superconductivity in twisted double bilayer graphene
两个单层的石墨烯扭曲了一个小的“魔”角表现出几乎平坦的带，导致相关的电子状态和超导性，其精确的性质，包括可能打破对称性，仍在争论中。在这里，我们从理论上研究了一个相关的，但不同的系统与减少对称性-扭曲{ \em双}双层石墨烯（TDBLG），由{ \em两}伯纳尔堆叠的双层石墨烯片，扭曲相对于彼此。与单层的情况下，我们表明，孤立的平带只出现在应用程序的垂直位移场$D$。我们构建了一个相图作为扭转角和$D$的函数，通过Hartree-Fock近似结合相互作用。在半填充时，铁磁绝缘体是稳定的，通常具有谷陈数$C_v=2$。金属态的铁磁涨落被认为是导致自旋三重态超导的原因。这些国家的磁场施加垂直或平行的石墨烯片的响应，并发现与最近的实验比较有利。我们强调了一种新的轨道效应所产生的面内场，可以超过塞曼效应，并在解释实验中发挥了重要作用。
2019-09-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
