Origin of Magic Angles in Twisted Bilayer Graphene
已知扭曲双层石墨烯（TBG）在被调谐到特殊魔角时具有接近电荷中性的孤立且相对平坦的带。然而，不同的魔角标准，如狄拉克速度的消失，最小带宽或最大带隙到更高的频带通常给出不同的结果。在这里，我们研究了一个修改后的连续模型TBG有一个无穷序列的幻角$θ$，在其中，我们同时发现，（i）狄拉克速度消失（ii）绝对平坦的带出现在中性和（iii）带隙的激发带最大化。当以$α\sim 1/θ, $参数化时，它们以$Δα\simeq 3/2$的简单周期性重现，这在第一魔角之外，不同于早期的计算。此外，在这个模型中，我们证明了狄拉克速度的消失，确保确切的平坦带和显示的平坦带波函数有关的双周期函数组成的比率的θ函数。此外，使用微扰理论的$α^8$，我们捕获的第一魔角$θ\approx1.09^{\circ}$（$α\approx 0.586$），这精确地解释了数值结果的重要功能。最后，基于我们的模型，我们讨论了在TBG中观察第二魔角的前景。
2018-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magic Angles In Equal-Twist Trilayer Graphene
我们考虑具有相等连续扭转角$θ$的三个堆叠石墨烯单层的配置。值得注意的是，在手性极限中，当忽略莫尔图案的$\textrm{AA}$位点之间的层间耦合项时，我们发现在一系列魔角处有四个完全平坦的带（对于每个谷），所述魔角恰好等于扭曲双层石墨烯（TBG）魔角除以$\sqrt{2}$。因此，等扭曲三层石墨烯（eTTG）在手性极限中的第一魔角是$θ_{*} \approx 1.05^{\circ}/\sqrt{2} \approx 0.74^{\circ}$。我们证明了这种关系的分析，并表明，布洛赫状态的eTTG的平带是非线性相关的TBG的。此外，我们表明，在魔角，上部和下部的带必须在中间石墨烯层的狄拉克点接触四个完全平坦的带。最后，我们通过数值分析探讨了eTTG的光谱远离手征极限。
2023-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Lattice Collective Modes from a Continuum Model of Magic-Angle Twisted Bilayer Graphene
我们发现魔角扭曲双层石墨烯的绝缘态支持一系列集体模式，对应于三角形晶格位置上的局部粒子-空穴激发。我们的理论是基于魔角平坦带的连续模型。当系统在莫尔带填充$ν=-3$处绝缘时，我们的计算表明，基态支持7个低能模式，这些模式位于整个莫尔布里渊区的电荷间隙下方，其中一个强烈耦合到THz光子。低能量集体模式忠实地描述了一个模型与本地$SU(8)$度的自由，在每个莫尔单位细胞，我们确定为直接产品的自旋，谷，和一个轨道赝自旋。除了自旋和谷波模式，集体模式光谱包括一个低能量的内味激子模式与平坦的价带和导带轨道之间的过渡。
2021-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Correlated insulators, density wave states, and their nonlinear optical response in magic-angle twisted bilayer graphene
魔角扭曲双层石墨烯（TBG）中的相关绝缘体（CI）态和最近发现的密度波（DW）态激发了人们的研究兴趣。然而，到目前为止，这些“无特征”的零陈数关联态的性质仍然是难以捉摸的，缺乏特征性的实验信号。因此，迫切需要一种实验探针来识别这些无特征的CI和DW状态的特征。在这项工作中，我们从理论上研究了相关的绝缘体和密度波态在不同的整数和分数填充的平带的魔角TBG的基础上扩展的非限制性Hartree-Fock计算，包括库仑屏蔽效应的远程带。我们进一步研究了各种关联态的非线性光学响应，发现在大多数填充物中，非线性光学电导率可以用来识别这些CI和DW态的性质。因此，我们建议非线性光学响应可以作为一个很有前途的实验探针，以揭示在魔角TBG中观察到的CI和DW状态的性质。
2022-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable Non-Equilibrium Magic and Minimum Twist Angles in AA-Stacked Twisted Multilayer Graphene
本文发现在圆偏振光下AA堆叠扭曲多层石墨烯中可形成非平衡魔角处的孤立拓扑平准能带，且施加位移场能进一步调谐能带平坦度，为探索Floquet驱动现象开辟新途径。
2025-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A self-consistent Hartree theory for lattice-relaxed magic-angle twisted bilayer graphene
本文提出同时考虑晶格弛豫和 Hartree 相互作用的连续理论，揭示魔角双层石墨烯中支持重费米子口袋和钉扎超平带的 Lifshitz 相变，为理解其复杂行为提供基础。
2024-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Chiral Approximation to Twisted Bilayer Graphene: Exact Intra-Valley Inversion Symmetry, Nodal Structure and Implications for Higher Magic Angles
本文给出了扭曲双层石墨烯手性模型在“魔术”扭曲角下的平带波函数的数学和数值分析。我们证明了手征模型具有精确的谷内反转对称性。将平带波函数写成最低朗道能级量子霍尔态和旋量的乘积，我们证明了旋量的分量是与这里介绍的反转对称操作相关的反量子霍尔波函数。然后，我们数值表明，作为一个移动从最低到更高的魔角，旋量分量的波函数表现出越来越多的零，类似于量子霍尔波函数的变化，朗道能级指数增加。波函数零点的特征在于手性，具有相同手性的零点聚集在莫尔晶胞的中心附近，而相反的手性零点被推到晶胞的边界。在较高魔角处的增强相绕组表明增加的循环电流。扫描隧道光谱，轨道磁化和相互作用效应的物理意义进行了讨论。
2021-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magic distances in twisted bilayer graphene
Università della Calabria（卡拉布里亚大学）；INFN, sezione LNF, Gruppo Collegato di Cosenza（意大利国家核物理研究所，拉纳蒂尼实验室，科森扎联合小组）
研究通过映射任意堆叠双层石墨烯到魔角双层石墨烯等价类，利用连续模型推导等价关系并扩展到紧束缚方法，展示在密度泛函理论中高效研究魔角物理的途径。
2026-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Imaging Electronic Correlations in Twisted Bilayer Graphene near the Magic Angle
扭曲角约为1.1°的扭曲双层石墨烯具有一对孤立的平坦电子带，并形成强相关的电子平台。在这里，我们使用扫描隧道显微镜来探测高度可调的扭曲双层石墨烯器件的局部特性，并表明当与费米能级对齐时，平坦带强烈变形。在半填充的频带，我们观察到的相关绝缘状态起源的间隙的发展。近电荷中性，我们发现一个以前未识别的相关制度具有大幅增强的平带分裂，我们在一个微观模型内预测一个强大的趋势，向有序描述。我们的研究结果提供了对称性破缺相关效应的见解，并强调了电子相互作用对扭曲双层石墨烯中所有填充因子的重要性。
2019-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tuning electron correlation in magic-angle twisted bilayer graphene using Coulomb screening
控制相互作用强度的能力对于研究从相关费米子系统中出现的量子现象至关重要。例如，同位素效应说明了电子-声子耦合对超导电性的影响，为BCS理论提供了重要的实验支持。在这项工作中，我们报告了一种新的器件几何形状，其中魔角扭曲双层石墨烯（tBLG）被放置在靠近Bernal双层石墨烯（BLG）由3 nm厚的屏障隔开。使用来自Bernal双层的电荷屏蔽，可以连续地调谐扭转双层内的电子-电子库仑相互作用的强度。输运测量表明，调谐库仑屏蔽对绝缘态和超导态有相反的影响：由于库仑相互作用被屏蔽削弱，绝缘态变得不那么健壮，而超导性的稳定性增强。我们的结果表明，能够直接探测库仑相互作用在魔角扭曲双层石墨烯中的作用。最重要的是，库仑屏蔽效应指向电子-声子耦合作为魔角扭曲双层石墨烯中库珀对形成的主导机制，因此具有超导性。
2020-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Twisted Kagome Bilayers: High-Order Van Hove Singularities, Sublattice Interference, Magic Angles, and Possible Topology
Loughborough University（拉夫堡大学）
本文提出低能连续模型研究异质结构莫尔物理，探讨近1/3填充下扭曲双层kagome金属中高阶魔角和拓扑平面带的形成，以及子晶格干涉效应的非主导作用。
2026-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Multiple Flat Bands and Topological Hofstadter Butterfly in Twisted Bilayer Graphene Close to the Second Magic Angle
二维（2D）范德华（vdW）异质结构中的莫尔超晶格提供了一种设计电子带特性的有效方法。最近在扭曲双层石墨烯（tBLG）中发现了奇异量子相及其相互作用，使这种莫尔系统成为最著名的凝聚态平台之一（1-10）。迄今为止，对tBLG的研究主要集中在第一魔角θm1 ~ 1.1°处最低的两个平坦莫尔带，而对高阶莫尔带和魔角的研究还很少。在这里，我们报告了在tBLG中接近第二魔角θm2 ~ 0.5°的多个孤立的平坦莫尔带的观察结果，如果不考虑电子-选举相互作用，就无法解释。高磁场磁输运测量，我们进一步揭示了一个定性的新的，能量不受约束的霍夫施塔特蝴蝶光谱中，不断扩展的量子化朗道能级间隙跨越所有平凡的带隙。30个相连的霍夫施塔特蝴蝶有力地证明了多个莫尔带的拓扑非平凡纹理。总的来说，我们的工作提供了一个新的视角来理解量子相位tBLG和分形Hofstadter光谱的多个拓扑带。
2020-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Giant elastoresistance in magic-angle twisted bilayer graphene
本研究通过对魔角扭转双层石墨烯施加连续单轴应变并测量电输运，发现了依赖填充与温度的巨大弹性电阻及类居里-外斯发散，揭示其可用于探测关联电子物理。
2025-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Lattice distortions, moiré phonons, and relaxed electronic band structures in magic-angle twisted bilayer graphene
本文构建连续介质弹性模型研究魔角TBG的晶格弛豫与莫尔声子，并用有效连续介质模型获得与紧束缚计算高度一致的弛豫电子能带。
2023-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Localized magnetic states in biased bilayer and trilayer graphene
我们研究了偏压下双层和三层石墨烯中杂质的局域磁态。研究发现，双层和三层石墨烯的磁边界呈现出狄拉克和常规费米子的混合特征。对于零栅极偏压，随着杂质能量接近狄拉克点，双层和三层石墨烯的杂质磁化区域减小。当施加栅极偏置时，由于在施加栅极偏置的情况下双层石墨烯中的价带和导带之间的间隙的打开，杂质磁性状态对杂质能量的依赖性对于双层和三层石墨烯表现出不同的行为。研究了双层石墨烯中杂质的磁矩和相应的磁跃迁。
2009-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electron-phonon coupling in a magic-angle twisted-bilayer graphene device
声子在扭曲双层石墨烯（TBG）中观察到的强关联现象中的重要性，在所谓的魔角是有争议的。在这里，我们应用门相关显微拉曼光谱监测扭曲角$θ=0^{\circ}$，$\sim 1.1^{\circ}$（魔角）和$\sim 7^{\circ}$（大角度）的TBG器件的G带线宽。结果表明，一个广泛的和p/n-非对称掺杂行为的魔角，在明显的对比观察到的扭曲角以上和以下的行为。原子模型再现了实验观察，揭示了独特的电子结构的魔角TBGs的影响的电子-声子耦合，因此，G带线宽。我们的研究结果表明，强相关现象的魔角TBG的电子-声子耦合和实验观察之间的连接。
2021-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magically strained bilayer graphene with flat bands
具有魔角的扭曲双层石墨烯具有近乎平坦的能带，形成强关联电子体系。在此，我们提出了另一种基于应变双层石墨烯的系统，该系统在本征费米能级处具有平带。顶层和底层沿不同方向单轴拉伸。当应变的强度和方向满足一定条件时，两层的周期晶格是相称的。具有AA、AB和BA堆叠的区域排列成三角形晶格。在魔应变作用下，本征费米能级附近的能带几乎是平坦的，并且与其它能带有很大的带隙。该系统可以为基于石墨烯的超导集成电子系统提供更可行的平台。
2019-01-25 cond-mat.mes-hall
Collective excitations and plasmon spectrum in twisted bilayer graphene near the magic angle
具有微小旋转角的扭曲双层石墨烯由于具有非常规的超导和相关绝缘行为而引起了人们的极大关注。本文采用全紧束缚模型研究了扭曲双层石墨烯在魔角附近的集体激发。极化函数由紧束缚传播方法得到，无需对哈密顿矩阵进行对角化。在考虑原子弛豫的情况下，在室温和超导转变温度下，在魔角附近发现了阻尼和无阻尼的带间等离激元模。特别地，在超导转变温度下，在魔角扭曲的双层石墨烯中可以直接探测到窄带中的无阻尼等离子体激元模式。无阻尼等离子体激元模式是可调的角度和逐渐消失的温度和化学势。在实践中，扭曲双层石墨烯中的平带可以通过从测量的能量损失函数探索集体等离子体来检测。
2020-10-27 cond-mat.mes-hall
General continuum model for twisted bilayer graphene and arbitrary smooth deformations
我们提出了一个简单的推导出一个连续的哈密顿双层石墨烯与任意光滑的晶格变形-技术上的方式参数化位移场具有小梯度。我们发现，这包含了Bistritzer和Macdonald扭曲双层石墨烯的连续模型以及它的许多推广和扩展。推导完全在实空间中进行。
2019-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fractionalization in dimerized graphene and graphene bilayer
我们表明，在最近的电荷和统计分形的建议，在二聚石墨烯的准粒子的分数统计，可以有两个实现取决于基本对象是否可以被认为是点状或扩展对象。因此，有两个阶段的建议激发，我们给他们的拓扑描述与各自的统计。我们建议，一个自然的设置为分馏是某些系统与激子不稳定性，并证明了这一点的一个例子，石墨烯双层。
2008-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Change of chirality at magic angles of twisted bilayer graphene
我们推导出一个简单的公式，扭曲的双层石墨烯的实空间手性，可以涉及到它的片电流的叉积。该量示出了作为栅极电压的函数的第一远程带的明确限定的平台，其对于相称的扭转角被近似量化。第零个平台对应于第一个魔角，其中由于出现$C_6$对称性而发生符号变化。我们的观察提供了一个新的定义的魔角的基础上的宏观观察，这是在典型的运输实验。
2020-08-27 cond-mat.mes-hall
Magic-angle Bilayer Phononic Graphene
由于最近对魔角双层石墨烯的发现，双电子学正迅速成为凝聚态物理中一个新兴的领域。这封信通过引入扭曲双层声子石墨烯将双电子学的领域扩展到声学，该石墨烯还具有魔角，由相关的超平坦带证明。除了模仿扭曲双层石墨烯的量子力学行为之外，我们还证明了它们的声学对应物提供了一种更直接和更强大的方式来改变层间跳跃强度，使我们能够解锁经典扭曲双层石墨烯中无法实现的魔角（> 3度）。这项研究不仅建立了扭曲（魔角）双层石墨烯的声学模拟，提供了一个更容易接近的测试平台，以探测堆叠的2D材料之间的相互作用和未对准，而且还指出了一个新的声子晶体设计范例的方向，这可能有利于增强声发射和传感等应用。
2020-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Coulomb screening and collective excitations in a graphene bilayer
我们研究了石墨烯双层膜的库仑屏蔽特性和集体激发。静态屏蔽效应是各向异性的，并且在未掺杂的石墨烯双层中比在单层石墨烯中强得多[1]。动态屏蔽显示了狄拉克气体在低频的性质和费米气体在高频的性质。从狄拉克到费米气体的跃迁也在等离子体光谱中观察到。最后，我们发现掺杂的石墨烯双层中的电子气与含有两个能谷的材料中的费米气体具有非常相似的性质。
2006-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magic Angle Hierarchy in Twisted Graphene Multilayers
当两个石墨烯单层以小的相对扭转角堆叠时，所得到的能带结构在一系列“魔角”处表现出非常平坦的一对能带，其中相关效应可以诱导大量的奇异相。在这里，我们研究了一类具有交替相对扭转角$\pm θ$的$n$ -层状石墨烯的相关模型，这些模型在莫尔K点处表现出与多个狄拉克色散带共存的魔角平坦带。值得注意的是，我们发现，多层系统的哈密顿量可以精确地映射到一组解耦的双层在{ \it不同}的角度，揭示了一个显着的层次结构数学上所有这些魔角TBG的情况。对于三层的情况下（$n = 3$），我们表明，通过乘以双层幻角$\sqrt{2}$的幻角序列，而四层的情况下（$n = 4$）有两个序列的幻角通过乘以双层幻角黄金分割比$φ= (\sqrt{5} + 1)/2 \approx 1.62$和它的逆。我们还表明，对于较大的$n$，我们可以调整的角度，以获得几个窄（几乎平坦）带同时和$n \rightarrow \infty$，有一个连续的魔角$θ\lesssim 2^o$。此外，我们表明，调谐几个完美的平坦带为少数层是可能的，如果不同层之间的耦合是不同的。这里提出的设置可以很容易地通过重复应用“撕裂和堆叠”方法来实现，而不需要任何额外的扭转角的调整，并且具有第一魔角总是大于双层情况的优点。
2019-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Probing the wavefunctions of correlated states in magic angle graphene
使用扫描探针显微镜和光谱学，我们探索扭曲双层石墨烯的电子波函数在1.1度的“魔角”的空间对称性。这种小的扭转角导致13 nm量级的长波长莫尔晶胞和两个平坦带的出现。随着扭转角的减小，相关效应增加，直到它们在魔角处最大化。在这个角度下，由于电荷有序态的出现，电荷中性点处的波函数仅显示C2对称性。当系统被掺杂时，波函数的对称性在莫尔晶胞的每个相称填充处改变，指向自旋和谷简并破缺态的相关性质。
2020-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magic angle twisted bilayer graphene as a highly efficient quantum Otto engine
在一组离散的魔角下，扭曲的双层石墨烯已被证明具有非常平坦的能带、相关的绝缘态、非常规的超导性和明显的朗道能级简并性。在这项工作中，我们设计了一个高效的量子奥托引擎使用扭曲的双层石墨烯样品。平带，这发生在魔术的角度，使前景提取有用的工作，从我们的奥托引擎有利可图。我们使用扭曲双层石墨烯的八带连续模型来计算魔术和非魔术角度扭曲的效率和功输出，并将结果与$AB$堆叠双层和单层进行比较。实验结果表明，效率随扭转角的变化很平稳，在魔角处达到最大值。
2021-09-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Twisted bilayered graphenes at magic angles and Casimir interactions: correlation-driven effects
以魔角扭曲的双层石墨烯是具有莫尔图案的长程周期性以及与单个石墨烯相关的短程周期性的系统。这种材料是一个肥沃的土壤，主要由电子相关性驱动的新状态。在这里，我们发现无处不在的卡西米尔力可以作为一个平台，用于宏观表现由魔角双层石墨烯性质及其由电子相关决定的相所产生的量子效应。通过对电子和光学响应的综合计算，我们发现Casimir力矩可以从Drude电导率中探测到处于基态的各向异性，而Casimir力中的排斥可以帮助识别魔角扭曲双层石墨烯中的拓扑非平凡相。
2022-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Re-entrant magic-angle phenomena in twisted bilayer graphene in integer magnetic fluxes
在这项工作中，我们解决的魔角现象（带平坦度和量子几何输运）在扭曲的双层石墨烯（TBG）受到强磁通量$\pm Φ_0$，$\pm 2 Φ_0$，$\pm 3 Φ_0$.（$Φ_0 = h/e$是每个莫尔单元的通量量子）。在整数通量处恢复了莫尔平移不变性，为此我们使用具有晶格弛豫的精确原子模型计算了TBG能带结构。类似于魔角条件之外的零通量物理，报道的效应随着扭曲而迅速消失。我们的结论是，魔角物理重新出现在高磁场，见证了从朗道能级的平坦电子带的出现，并表现出非平凡的量子几何。根据Peotta-Törmä机制，我们进一步讨论了强磁场（28 T，$^\circ$扭）中平带量子几何对超流质量的可能贡献.
2022-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Gate-Defined Josephson Junctions in Magic-Angle Twisted Bilayer Graphene
在过去的两年中，魔角扭曲双层石墨烯已经成为一种独特的多功能实验平台，它将金属，超导，磁性和绝缘相结合在单晶中。特别是能够调整超导状态与栅极电压开辟了有趣的前景，新的设备功能。在这里，我们提出了第一个演示的设备的基础上的两个不同的阶段之间的相互作用，在一个单一的魔角扭曲的双层石墨烯晶体的可调区域。我们静电定义了约瑟夫森结的超导区和绝缘区，并观察了可调谐的直流和交流约瑟夫森效应。我们表明，超导性诱导在不同的电子带，并描述在这些频带的交界处的行为，同时考虑到界面效应。观察到Shapiro台阶，AC约瑟夫森效应的标志，并因此观察到约瑟夫森结的形成。这项工作是迈向器件的第一步，其中单独的栅极定义的相关态连接在单晶纳米结构中。我们设想在超导电子学和量子信息技术中的应用，以及在探索魔角扭曲双层石墨烯的超导态的性质的研究中的应用。
2020-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Prediction of novel `magic' angles and correlations for twisted bilayer graphene in a perpendicular electric field
在被称为“魔角”的某些旋转角度下，扭曲的双层石墨烯具有几乎平坦的带。由此产生的强相关性驱动系统的新的阶段，已在实验中观察到最近。对“魔角”物理学的完整理解-无论是在单粒子还是多粒子水平上-仍然缺失，搜索正在进行中。在这里，我们确定了一组新的“魔术”的角度，在本地平坦带与各种可能的多体不稳定性出现，但单粒子问题承认一个确切的解决方案。这发生在多临界Lifshitz点处存在外部垂直电场时。在这些可以精确量化的角度下，中心带具有猴子鞍的特征，导致强烈的电子相关性。
2018-10-31 cond-mat.mes-hall
Topological Mixed Valence Model in Magic-Angle Twisted Bilayer Graphene
本研究基于重费米子框架与大N奴隶玻色子方法，构建魔角扭曲双层石墨烯的拓扑混合价态模型，揭示其SU(8)对称莫尔系统的独特混合价态特性，为探究该体系非常规超导的微观起源提供新依据。
2023-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magic-angle twisted bilayer graphene under orthogonal and in-plane magnetic fields
该研究结合紧束缚模型与Peierls相位，探究1.08°魔角扭曲双层石墨烯在正交与面内磁场下的能带特性，明确了不同磁场对能带、朗道能级及能隙的作用机制。
2024-05-17 cond-mat.mes-hall
Spectral characterization of magic angles in twisted bilayer graphene
扭曲双层石墨烯（TBG）已被实验观察到，当扭曲发生在一定的魔角时，表现出几乎平坦的带。在这封信中，我们报告了扭曲双层石墨烯的连续模型及其电子能带结构的新结果。我们证明了在AA耦合消失的近似下，魔角（在此存在完全平坦的带）作为非厄米算符的本征值给出，并且当角$θ$趋于$0$时，所有带开始指数压缩。特别地，当相互作用势改变时，魔角的动力学涉及非物理的复本征值。使用我们的新的光谱表征，我们表明，等距缩放的逆魔角，是特殊的隧道电位的连续模型中的选择，并不受对称性。虽然我们也表明，零能态的保护持有的连续介质模型，只要保持粒子-空穴对称性，我们观察到的存在的平坦带和指数压缩的手征模型的特殊性质。
2020-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Capturing magic angles in twisted bilayer graphene from information theory markers
提出利用保真度极化率和层扇区纠缠熵等信息论标记物，识别扭转双层石墨烯在魔角附近零能本征态的量子临界性。
2025-02-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
The crucial role of atomic corrugation on the flat bands and energy gaps of twisted bilayer graphene at the "magic angle" $θ\sim 1.08^\circ$
我们结合最先进的大规模第一性原理计算与低能量连续模型来描述扭曲双层石墨烯在第一魔角$θ=1.08^\circ$的近平坦带。我们表明，平坦的带流形的能量宽度，以及能隙分离的价带和导带，可以得到只有当面外弛豫被充分考虑。结果同意定性和定量与最近的实验结果。
2019-05-13 cond-mat.mes-hall
Strange metal in magic-angle graphene with near Planckian dissipation
最近的实验魔角扭曲双层石墨烯发现了相关的绝缘行为和超导性在一个孤立的窄带分数填充。在本文中，我们表明，魔角双层石墨烯表现出强相关系统的另一个标志-一个广泛的制度$T-$线性电阻率以上的小，密度相关，交叉温度-一系列的填充物附近的相关绝缘体。我们还提取了一个运输“散射率”，它满足一个近普朗克形式，是普遍相关的比率$(k_BT/\hbar)$。我们的研究结果建立了魔角双层石墨烯作为一个高度可调的平台来研究奇怪的金属行为，这可能会揭示这种神秘的无处不在的相关物质相。
2019-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Comment on "Electron spin resonance and collective excitations in magic-angle twisted bilayer graphene"
这一评论与Morissette { \it et al.}【arXiv：2206.08354v1】.作者声称已经在电子自旋共振实验中发现了集体激发的特征，这些特征与魔角双层石墨烯的相关结构有关。然而，相同的共振特性已经在以前的工作中报道了单层和少层石墨烯，使其理论框架无效。石墨烯的单粒子拓扑非平凡能带结构内的直接理论图为共振特征的观察提供了令人满意的解释，并且也适用于Morissette { \it et al.}提供的数据。然而，这一直观的图景却被作者忽视了。
2022-06-29 cond-mat.mes-hall
Magic in twisted transition metal dichalcogenide bilayers
具有扭曲二维结构的长波长莫尔超晶格已经成为强关联电子物理研究的一个高度可调的平台。本文采用第一性原理密度泛函理论、连续介质模型和Hartree-Fock近似相结合的方法，研究了扭曲过渡金属双硫族化合物均质膜中的莫尔带，重点研究了WSe $_2$在小扭曲角下的莫尔带.我们揭示了丰富的物理在小扭曲角$θ<4^\circ$，并确定一个特定的魔角，在该顶部价莫尔带实现几乎完美的平坦度。在这个魔角附近，我们预测实现了一个广义的凯恩-梅勒模型的拓扑平带，相互作用驱动的Haldom绝缘体，和莫特绝缘体在每个莫尔晶胞填充一个孔。平坦色散和魔角附近Berry曲率的均匀性的结合为在分数填充下实现分数量子反常霍尔效应提供了希望。我们还确定了扭转角有利于量子自旋霍尔绝缘体和相互作用诱导的量子反常霍尔绝缘体在其他整数填充。
2021-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Correlated states in magic angle twisted bilayer graphene under the optical conductivity scrutiny
显示平带的莫尔系统已经成为研究相关电子现象的新平台。掺杂魔角扭曲双层石墨烯（TBG）后出现了绝缘态和超导态，并且在电荷中性点（CNP）处存在关联诱导效应，这可能源于自发对称性破缺。我们的理论计算表明，如何光学电导率测量可以区分不同的对称性破缺状态，并揭示相关态的性质。在特定的情况下，100阶，打破了离散的旋转对称的晶格，我们发现，狄拉克锥位移，不仅在动量空间，而且在能量，诱导有限德鲁德重量在CNP。我们还表明，直流电导率各向异性的符号由一个介电阶依赖于晶格弛豫的程度，掺杂和对称性破缺的性质。
2021-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Raman spectra of twisted bilayer graphene close to the magic angle
在这项工作中，我们研究了扭曲的双层石墨烯样品的拉曼光谱作为其扭曲角（$θ$）的函数，范围从0.03 $^\circ$到3.40 $^\circ$，其中本地$θ$确定通过分析其相关的莫尔超晶格，通过扫描微波阻抗显微镜成像。使用三个标准激发激光线（457、532和633 nm波长），并且考虑主要拉曼活性石墨烯带（G和2D）。我们的结果表明，电子-声子相互作用影响的G带的线宽接近魔角与激光激发波长无关。此外，$θ$ < 1 $^\circ$体系中的2D能带线形由晶格决定，并且取决于Bernal（AB和BA）堆叠双层石墨烯和应变孤子区域（SP）。我们提出了一个几何模型来解释二维线形变化，并从它，我们估计SP宽度时，向魔角移动。
2022-01-05 cond-mat.mes-hall
Spectroscopic evidence for a spin and valley polarized metallic state in a non-magic-angle twisted bilayer graphene
在魔角扭曲双层石墨烯（MA-TBG）中，当低能范霍夫奇异性（VHS）被部分填充时，由于能带平坦化引起的强电子-电子（e-e）关联导致了许多奇异的量子相，如超导性、关联绝缘体、铁磁性和量子反常霍尔效应.在这里，我们的高分辨率扫描隧道显微镜和光谱测量表明，在一个非魔角TBG（扭转角θ = 1.49）的e-e相关仍然发挥着重要作用，在确定其电子性质。我们对该样品最有趣的观察是，当其中一个VHS部分填充时，光谱中的一个相关峰分裂为四个峰。我们的分析的基础上的连续介质模型表明，这样一个1至4分裂的VHS起源于形成一个相互作用驱动的自旋谷极化金属态附近的VHS，提升自旋和谷简并。我们的结果，这种非魔角TBG揭示了一个新的破缺相，这还没有被确定在MA-TBG或在其他系统。
2020-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Floquet engineering of interlayer couplings: Tuning the magic angle of twisted bilayer graphene at the exit of a waveguide
我们介绍了一种新的方法，允许一个完整的控制调制的有效扭转角的变化，在几层范德华异质结构的照射他们与纵波的光在波导的末端。作为一个具体的应用，我们考虑扭曲的双层石墨烯，并表明可以调整魔角更大或更小，允许在原位实验控制的相图和其他相关材料。波导允许人们规避自由空间对不存在光的纵向电场分量的约束。我们建议将扭曲的双层石墨烯放置在波导出口处的特定位置处，使得它受到横向磁模式（TM）波的纯纵向分量的影响。
2020-05-10 cond-mat.mes-hall
Flat bands, quantum Hall effect and superconductivity in twisted bilayer graphene at magic angles
平带电子模是扭转魔角双层石墨烯（TBG）超导性的主要原因。从那里可以找到任何多层扭曲石墨烯系统的其他魔角。最终，这导致发现了有史以来最高的电子-电子相关材料。此外，TBG的量子相图类似于在高$T_{c}$超导体中观察到的那些，因此有大量的研究工作来理解TBG，希望澄清这种强相关性背后的物理学。TBG的一个特殊性是超导性和分数量子霍尔效应的共存，但这种关系还没有被理解。在这项工作中，一个简单的$2\times 2$矩阵模型TBG介绍。它包含魔角，并且由于TBG中的固有手征对称性，与量子霍尔效应相关的最低能级。该哈密顿量的非阿贝尔性质在电子局域化产生平带中起着核心作用，证明了手征TBG模型的平方哈密顿量等价于由其他层中的电子产生的非阿贝尔赝磁场中的单电子哈密顿量.从而确定了魔角物理学的基本要素。特别地，研究了这些基本能量的贡献，在$Γ$点，由于其关系到魔角的复发和它的关系与量子霍尔效应。
2022-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
High-Harmonic Generation with a twist: all-optical characterization of magic-angle twisted bilayer graphene
该研究利用魔角扭转双层石墨烯的非线性光学响应，发现其能带结构会反映在高次谐波光谱中，并在接近魔角时谐波信号急剧下降，从而提出一种表征扭转角与电子性质的全光学光谱方法。
2023-02-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Flat bands, electron interactions and magnetic order in magic-angle mono-trilayer graphene
从扭曲双层石墨烯开始，石墨烯基莫尔材料最近被确立为研究强电子相关性的新平台。在本文中，我们研究了三层石墨烯上的扭曲石墨烯单层，并证明了当扭曲角接近魔角1.16 $^\circ$时，该系统可以承载平坦带。当单层石墨烯缠绕在ABA三层石墨烯上时，平坦带不是孤立的，而是被具有大费米速度的狄拉克锥包围。相比之下，扭曲在ABC三层石墨烯（表示为AtABC）上的石墨烯在平坦带和远程带之间表现出间隙。由于ABC三层石墨烯和扭曲的双层石墨烯是已知的主机破缺对称相，我们进一步研究了表面上类似的魔角AtABC系统。我们研究了AtABC中电子-电子相互作用的影响，使用Hartree理论和原子Hubbard理论计算的磁相图作为掺杂，扭转角，和垂直电场的函数。我们的分析揭示了丰富多样的磁有序，包括铁磁性和亚铁磁性，并表明，一个垂直的电场，使AtABC更容易磁有序。
2021-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electron interactions in strain-induced zero-energy flat band in twisted bilayer graphene near the magic angle
在扭曲双层石墨烯（TBG）中的魔角附近，两个低能范霍夫奇点（VHS）变得非常窄1 -10，并且许多奇异的相关态，如超导性，铁磁性和拓扑相，被忽略11 -16。异质应变在TBG中几乎是不可避免的，它可以改变TBG的单粒子能带结构，并导致TBG具有迄今为止从未被考虑过的新特性。在这里，我们表明，在TBG附近的魔角的异质应变产生一个新的零能量平坦带之间的两个VHS。掺杂的TBG部分填充的零能量的平带，我们观察到一个相关诱导的间隙约10毫电子伏分裂的平带。通过施加垂直磁场，观察到间隙对磁场的大且线性的响应，这归因于当平带的谷简并度因电子-电子相互作用而提升时，TBG中出现大的轨道磁矩。在TBG中，每个莫尔超晶胞的轨道磁矩测量为约15 uB。
2020-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Optical Conductivity of Twisted Bilayer Graphene Near the Magic Angle
在考虑晶格弛豫效应的情况下，对扭曲双层石墨烯（TBG）在魔角附近的能带结构和光电导特性进行了理论研究。结果表明，电导率谱由一系列与能带结构中的范霍夫奇异性相关的峰组成，峰能量随扭转角的变化而系统地演化. TBG的晶格弛豫效应改变了其能带结构，特别是平带，导致电导率峰的显著位移。这些结果表明，光学电导率的光谱特征可以作为指纹，探索能带结构，带隙和晶格弛豫的魔角TBG，以及确定其旋转角度。
2020-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superconductivity from collective excitations in magic angle twisted bilayer graphene
本文提出一种纯电子机制，通过在单参数有效晶格模型上应用Migdal-Eliashberg框架，证明魔角扭曲双层石墨烯中的集体电子模式可实现非常规超导态，其理论特征与实验相符。
2019-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Pseudospin Paramagnons and the Superconducting Dome in Magic Angle Twisted Bilayer Graphene
我们提出了一个理论的超导性在扭曲的双层石墨烯，其中吸引力之间产生的电子在同一蜂窝子晶格时，系统是接近子晶格极化不稳定性。由此产生的库珀对是自旋极化谷单态。由于亚晶格极化率主要由带间涨落贡献，因此在很宽的填充分数范围内都能发生超导。通过i）施加亚晶格极化场（由对准的BN衬底产生）或ii）改变莫尔带填充以有利于谷极化来抑制它。接近于亚晶格极化不稳定性的增强的子晶格内吸引类似于熔化曲线附近的液体$^3$ He中的增强的类自旋吸引，并且接近于谷极化不稳定性的增强的谷单重态排斥类似于接近于铁磁不稳定性的金属中的增强的自旋单重态排斥。我们评论我们的赝自旋顺磁子模型和扭曲双层和多层石墨烯的超导性的丰富现象之间的关系。
2021-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strong suppression of near-field thermal transport between twisted bilayer graphene near the magic angle
扭曲双层石墨烯（TBLG）最近成为研究各种奇异传输现象的通用平台。在这里，我们提出了一个理论研究的近场热辐射之间的悬浮TBLG与重点的魔角。在手征对称连续介质模型中，我们观察到一个抑制的热流接近魔角时，由于减少德鲁德重量，在较低的温度和较大的间隙尺寸更大的supplantation。当化学势位于电荷中性点附近的能隙内时，在50 K时，在扭转0.25°范围内，热流变化可达100倍以上。通过降低电子散射率，魔角附近的辐射光谱急剧变窄，导致超过10，000倍的抑制。此外，支持TBLG被简要考虑，以方便实验测量。合理定制的基板，热流对比度仍然可以超过1000。我们还从层间耦合能的角度讨论了晶格弛豫效应，发现层间耦合越强，热流对比越小，多带输运越显著。我们的研究结果突出了魔角TBLG在热传输，特别是控制热辐射的巨大潜力。
2022-02-18 cond-mat.mes-hall
Charge-Order and Broken Rotational Symmetry in Magic Angle Twisted Bilayer Graphene
在魔角附近的扭曲双层石墨烯（TBLG）中发现了相关的电子相，包括Mott状绝缘体和超导性，以及它们与高温超导体的现象学的有趣相似性，激发了研究热潮，以揭示潜在的物理机制。局域光谱学能够获得光谱函数的对称性和空间分布，可以为解开这一谜题提供重要线索。在这里，我们使用扫描隧道显微镜（STM）和光谱（STS）在魔角TBLG可视化的局域态密度（DOS）和电荷分布。掺杂的样品，以部分填充的平带，低温运输测量揭示了相关的电子相的出现，我们发现一个pseudogap相伴随着一个全球性的条纹电荷秩序的相似性高温超导体提供了新的证据，这些系统的现象背后的更深层次的联系。
2019-07-20 cond-mat.mes-hall
Disorder-Induced Delocalization in Magic-Angle Twisted Bilayer Graphene
本文通过数值模拟发现魔角扭曲双层石墨烯平带中无序可反常增大平均自由程，揭示无序诱导的去局域化现象及其对莫尔系统奇异物理的重要影响。
2025-03-13 cond-mat.mes-hall
Exceptional magic angles in non-Hermitian twisted bilayer graphene
本文构建非厄米扭转双层石墨烯模型，将Bistritzer-MacDonald方法推广到非厄米系统，发现能带从纯实变为纯虚的奇异魔角及对应无限寿命平带，并揭示厄米魔角处能量虚部最大，为开放系统平带研究开辟新方向。
2025-06-04 cond-mat.mes-hall
Graphene bilayer and trilayer Moiré lattice with Rashba spin-orbit coupling
我们考虑扭曲的双层和三层石墨烯在Rashba自旋轨道耦合的存在下，并探讨摩尔自旋电子学的物理。电子电荷密度在魔角$θ_m$处有一个陡峭的台阶。结果，局部自旋观测值（极化和平衡自旋电流）具有作为扭转角$θ$的函数的尖峰（宽度约为1 $^\circ$的一小部分），以及在$θ_m$处的突然符号反转。因此，可以以前所未有的精度确定魔角。在第一手征极限，自旋电流消失，但在$θ_m$的特殊模式的极化仍然存在。与单层和/或{ \it非扭曲}双层石墨烯的自旋电子学相比，扭曲双层石墨烯在魔角处的自旋电子学的主要差异。因此，除了已经报道的在魔角扭曲双层石墨烯中的许多壮观的物理现象之外，在双电子自旋电子学中也出现了新的现象。
2022-07-27 cond-mat.mes-hall
