Degradation of phonons in disordered moiré superlattices
莫尔超晶格的弹性集体模式不是由刚性晶体的振动产生的,而是由组成层之间的相对位移产生的。尽管它们与声学声子相似,但这些称为相位子的模式不受任何守恒定律的保护。在这里,我们表明,在层之间的相对取向和热波动与它们的滑动运动的无序降低了在莫尔超晶格中的声音的传播。具体而言,相位子模式在低能量下变得过阻尼,并获得有限的间隙,这显示出对扭转角方差的普遍依赖性。因此,扭转角的不均匀性不仅表现在莫尔系统的非相互作用电子结构中,而且表现在它们的类声子模式中。更广泛地说,我们的研究结果有重要的影响扭曲莫尔系统的电子特性是敏感的电子-声子耦合。
2021-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.str-el
Flat and tunable moire phonons in twisted transition-metal dichalcogenides
该研究以扭曲过渡金属二硫化物同质双层膜为对象,发现电场可调控非中心对称材料莫尔超晶格的声子色散,得到软化相子模与平坦光学声子模,揭示其手性特征并探讨对电子性质的影响。
2024-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Intrinsically-multilayer moiré heterostructures
本文提出一种无法用“莫尔之莫尔”描述的本征多层莫尔异质结构,通过局部准晶结构的周期性调制突破层间晶格常数限制,并给出构造方法、局部构型空间及与物理可观测量的联系。
2023-02-20 cond-mat.mes-hall
Fourier Transform Analysis of STM Images of Multilayer Graphene Moiré Patterns
借助一个简单的模型,我们分析了由取向错误的双层和三层石墨烯堆叠产生的简单和双重莫尔图案的扫描隧道显微镜图像。据发现,该模型再现令人惊讶的是,以及在快速傅立叶变换的图像中观察到的非平凡的功能。我们指出的困难,由于这些功能在解释FFT上看到的图案。
2014-09-10 cond-mat.mes-hall
Disorder induced 2D metal-insulator transition in moiré transition metal dichalcogenide multilayers
我们开发了一个最小的理论,最近观察到的金属-绝缘体转变(MIT)在二维(2D)莫尔多层过渡金属二硫属化物(mTMD)使用库仑无序在环境中作为潜在的机制。特别是,随机带电杂质的载流子散射导致有效的2D MIT近似控制的Ioffe-Regel标准,这是定性与实验一致。我们发现,必要的障碍是周围的$5$ - $10\times10^{10}$ cm $^{-2}$随机带电杂质,以定量解释大部分,但不是全部,所观察到的MIT现象,报告了两个不同的实验组。我们的估计是一致的,与已知的无序含量在TMD。
2022-04-22 cond-mat.mes-hall
Atypical sliding and Moire ferroelectricity in pure multilayer graphene
本研究通过第一性原理证明,层数大于3的纯多层石墨烯可通过跨层堆叠对称性破缺实现滑移铁电性,其莫尔图案具有非零净极化且可电学切换,为二维铁电材料设计提供新途径。
2023-05-12 cond-mat.mes-hall
Multilayer graphene, Moiré patterns, grain boundaries and defects identified by scanning tunneling microscopy on the m-plane, non-polar surface of SiC
在非极性的n+6 H-SiC m-平面衬底上生长外延石墨烯,并使用原子尺度扫描隧道显微镜进行研究。多层石墨烯被发现在整个表面,并表现出旋转无序。发现了不同空间周期的莫尔条纹,并且我们发现,随着波长的增加,调制的幅度也增加。这种关系揭示了关于弯曲石墨烯所需的能量与与下面的石墨烯层的相互作用能(即范德华能)之间的相互作用的信息。我们的实验得到了理论计算的支持,理论计算预测膜的形貌振幅与莫尔条纹波长L成比例,L = L^-1 + αL^-2。
2014-12-30 cond-mat.mes-hall
Topological flat bands in a family of multilayer graphene moiré lattices
本文提出由M层与N层Bernal堆叠石墨烯薄片构成的新型扭转多层石墨烯家族,通过电位移场分离局域于单层的拓扑平带,为调控关联与拓扑现象提供新平台。
2024-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological flat bands in rhombohedral tetralayer and multilayer graphene on hexagonal boron nitride moire superlattices
研究了菱面体四层及多层石墨烯在六方氮化硼莫尔超晶格上的拓扑平带,发现其带宽可通过电场和扭转角调控,且具有非零谷陈数,与层数成正比。
2023-04-25 cond-mat.mes-hall
Moiré flat bands in alternating twisted $\mathrm{MoTe_2}$ multilayer
本文研究交替扭转 MoTe2 多层膜的莫尔平带,发现 N 层体系具有 N-2 个拓扑平带,可模拟 Hubbard 模型并可能承载 FQAH 态。
2024-05-27 cond-mat.mes-hall
Supermoiré domain-resolved effective Hamiltonians and valley topology in helical multilayer graphene
Seoul National University(首尔大学);Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2), CSIC and BIST(加泰罗尼亚纳米科学和纳米技术研究所(ICN2,西班牙高等科学研究委员会和巴塞罗那独立系统大学));University of Seoul(首尔大学)
研究螺旋多层石墨烯的超摩尔松弛和低能电子结构,揭示折叠狄拉克扇区对低能谱的划分及谷陈数的拓扑响应。
2026-04-21 cond-mat.mes-hall
Acoustic-phonon-mediated superconductivity in moiréless graphene multilayers
我们研究了声学声子介导的超导性与无莫尔条纹石墨烯多层膜中的长程库仑相互作用之间的竞争,具体地说,Bernal双层石墨烯,菱形三层石墨烯和ABCA堆叠的四层石墨烯。在这些石墨烯多层膜中,声学声子可以通过电子-声子耦合实现自旋-单线态和自旋-三线态配对,并且亚晶格内配对($s$ -波自旋-单线态和$f$ -波自旋-三线态)是主要通道。我们的理论自然地解释了最近在Bernal双层石墨烯和菱面体三层石墨烯中的不同实验结果,并且我们进一步预测了ABCA四层石墨烯中存在由电子-声子相互作用引起的超导电性。特别是,我们证明了声学声子介导的超导电性占上风,在菱面体三层石墨烯和ABCA四层石墨烯的掺杂范围很广,而超导电性只存在于一个狭窄的范围内掺杂附近的Van Hove奇点Bernal双层石墨烯。我们的理论的主要特点是列入现实的能带结构与适当的范霍夫奇异性和库仑排斥效应(所谓的“$μ^*$效应”)反对声子诱导的超导配对。我们还讨论了谷间散射如何抑制自旋极化超导。我们的工作提供了详细的预测的基础上电声声子相互作用诱导的石墨烯超导性,这应该在未来的实验中进行研究。
2022-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Magic-Angle Multilayer Graphene: A Robust Family of Moiré Superconductors
魔角扭曲双层石墨烯(MATBG)中关联态和超导电性的发现为研究相互作用驱动和拓扑量子现象提供了一个新的平台。在莫尔系统中已经实现了多个相,但令人惊讶的是,强大的超导性是所有超导体中最不常见的一种,最初在MATBG中发现,最近才在魔角扭曲三层石墨烯(MATTG)中发现。虽然MATBG和MATTG具有一些相似的特性,但它们也表现出实质性的差异,例如它们对外部电场和磁场的响应。这就提出了一个问题,它们是否只是两个独立的独特系统,或者它们是否构成了更广泛的超导材料家族的一部分。在这里,我们报告了魔角扭曲的4层和5层石墨烯(分别为MAT4G和MAT5G)的实验实现,它们被证明是超导体,因此建立了交替扭曲魔角多层石墨烯作为一个强大的莫尔超导体家族。这个家族的成员在其电子结构中具有平坦的能带作为共同特征,这表明它们在所观察到的强大的超导性中起着核心作用。另一方面,在整个家族中也有重要的变化,例如偶数层和奇数层的成员具有不同的对称性。然而,我们在平行磁场中的测量,特别是泡利极限破坏和自发旋转对称破缺的研究,揭示了最明显的区别是N=2和N>2层结构之间的区别。我们的研究结果扩展了莫尔超导体的新兴家族,为新型超导材料平台的设计提供了新的见解。
2021-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Competing scanning tunneling microscope tip-interlayer interactions for twisted multilayer graphene on the a-plane SiC surface
首次获得了在n+6 H-SiC a面非极性表面上生长的单层和扭曲多层外延石墨烯态的扫描隧道显微镜(STM)图像。通过将来自双层石墨烯的棒和球模型的莫尔图案与实验获得的图像进行比较,确定扭曲的石墨烯在顶部两层之间具有5.4°的旋转角。此外,实验莫尔图案显示动态行为,连续洗牌之间的两个稳定的表面安排一个键长分开。莫尔条纹的位移超过1 nm,便于STM观察。这种动态行为的解释归因于STM针尖和石墨烯样品之间的静电相互作用。
2015-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fractional quantum anomalous Hall effects in rhombohedral multilayer graphene in the moiréless limit and in Coulomb imprinted superlattice
本文证明菱方多层石墨烯中观测到的分数量子反常霍尔效应无需外部莫尔势即可存在,其本质是由相互作用驱动的拓扑维格纳晶体,并提出通过库仑印记超晶格调控该效应。
2024-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Measuring Phonon Dispersion and Electron-Phason Coupling in Twisted Bilayer Graphene with a Cryogenic Quantum Twisting Microscope
本研究开发了低温量子扭转显微镜技术,可同时测量范德瓦尔斯材料的电子、声子色散及分辨动量和模式的电子-声子耦合,发现转角双层石墨烯中存在随转角减小耦合增强的低能相子模式,为探测多种中性集体模式提供了新方法。
2024-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Stability of Anomalous Hall Crystals in multilayer rhombohedral graphene
本文提出低能理论解释五层菱方石墨烯中相互作用诱导的陈能带与AHC,揭示莫尔势对稳定AHC的作用并预测C=2绝缘相。
2024-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Charge imprinting biases topology of correlated insulator in hBN-aligned rhombohedral multilayer graphene
University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);Kavli Institute for Theoretical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院理论科学 kavli 研究所);ShanghaiTech University(上海科技大学);Liaoning Academy of Materials(辽宁省材料研究院)
通过Hartree-Fock计算,发现菱方多层石墨烯与hBN对齐时,关联绝缘体在特定层数和转角下最稳定,且hBN对齐通过电荷印记效应调控拓扑绝缘态的形成。
2026-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Unconventional satellite resistance peaks in moiré superlattice of h-BN/ AB-stacked tetralayer-graphene heterostructure
大多数关于由h-BN和石墨烯堆叠形成的莫尔超晶格的研究都集中在单层石墨烯上;对多层石墨烯的了解较少。在这里,我们表明,多层石墨烯的莫尔超晶格显示出由超晶格结构影响的各向异性费米表面产生的新特征。h-BN/AB堆叠的四层石墨烯异质结构的莫尔超晶格表现出电阻率峰,其显示出对垂直电场的复杂依赖性。这些峰不是由于二次狄拉克锥的形成,而是由于各向异性费米面的折叠而导致的能隙的打开。此外,超晶格峰是由轻质量和重质量的双层带通过超晶格势混合而产生的。间隙不是在超晶格布里渊区的边界上打开,而是在其内部打开,这反映了多层石墨烯费米表面的各向异性。
2021-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Layerwise Stratification and Band Reordering in Twisted Multilayer MoTe$_2$
该研究通过物理指导策略揭示多层扭曲MoTe₂中结构和电子分层现象,发现中间扭角下分层最强,导致能带重排和非线性极化。
2025-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stacking-orientation and twist-angle control on integer and fractional Chern insulators in moiré rhombohedral graphene
本研究通过调控菱面体多层石墨烯/六方氮化硼摩尔器件的对准取向和扭转角,揭示了堆叠参数对整数/分数陈绝缘体等关联拓扑态的调控机制,强调了其在新型量子态探索中的关键作用。
2025-11-11 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit correlations and exchange-bias control in twisted Janus dichalcogenide multilayers
Janus dichalcogenide多层膜提供了一个范例平台,工程师的自旋轨道耦合为主的电子现象。它们独特的自旋-轨道效应源于每一层中的局部镜像对称性破缺,与常规的二硫族化物对应物相比,这引起了巨大的Rashba自旋-轨道效应。在这里,我们提出了扭曲的双硫族化合物双层膜作为一个简单的平台,实现自旋轨道相关态。我们证明了具有强自旋动量锁定的平坦带的出现和非共线对称破缺态的出现时,相互作用。我们进一步表明,对称性破缺状态可以通过磁性衬底来控制,强烈影响莫尔晶胞的非共线磁性织构。我们的研究结果提出了扭曲Janus多层膜作为一个强大的平台,探索自旋轨道相关物理,并突出了磁性基板的多功能性,以控制非常规的莫尔磁性。
2021-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Moiré phonons and impact of electronic symmetry breaking in twisted trilayer graphene
扭曲三层石墨烯是一种特别有前途的莫尔超晶格系统,由于其可调谐性,强超导性和复杂的电子对称性破缺。受这些性质的启发,我们研究了该系统的晶格弛豫和长波声子模。我们发现,镜像对称的三层石墨烯主机,除了传统的声学声子模式,两类剪切模式,这是偶数和奇数下镜面反射。镜像偶模被发现是无间隙的,相当于扭曲的双层石墨烯的“相位子”模式,具有适当的重新缩放的参数。镜像对称下的奇模在扭曲的双层石墨烯中没有类似物,并且表现出有限的间隙,我们表明这与晶格弛豫的程度成正比。我们还讨论了镜像对称性破缺的影响,这可以通过位移场调谐或导致堆叠移位,以及旋转以及时间反演对称性破缺,导致自发电子秩序。我们证明,这可以诱导有限的角动量的声子分支。我们的研究结果是重要的解释最近的实验,关于超导电性和线性的$T$电阻率的起源。
2022-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Surface ferromagnetism in rhombohedral heptalayer graphene moire superlattice
本研究通过引入莫尔超晶格分离菱面体七层石墨烯的表面平带,利用位移场极化表面态,实现了可调的表面铁磁性(表现为反常霍尔效应),确立了该体系作为探索关联表面态的独特3D平台。
2023-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evolution of Superconductivity in Twisted Graphene Multilayers
本文通过图解方法研究长程电荷涨落和莫尔 Umklapp 过程对不同扭转石墨烯多层结构超导电性的影响,揭示了扭转双双层、螺旋三层与扭转双层石墨烯之间临界温度和序参量的显著差异,并与实验趋势一致。
2024-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strong gate-tunability of flat bands in bilayer graphene due to moiré encapsulation between hBN monolayers
当使用六方氮化硼(hBN)作为石墨烯的衬底时,所产生的莫尔图案产生次级狄拉克点。通过将多层石墨烯封装在对齐的hBN片内,受控的莫尔堆叠可以提供甚至更丰富的益处。使用先进的紧束缚模拟原子松弛的异质结构,在这里,我们表明,在第二狄拉克点的间隙可以打开在选定的莫尔堆叠配置,是独立的异质结构的任何额外的垂直门控。另一方面,选通可以广泛地调谐主狄拉克点处的间隙,并且由此可以相对于次狄拉克点处的莫尔条纹引起的间隙在宽度上强烈地压缩第一莫尔条纹迷你带。我们发现,在hBN封装的双层石墨烯中,这种新的机制可以在适度的门控下导致平坦于10 meV的孤立带,从而为电子控制的强相关态提供了一条方便的途径。
2023-02-02 cond-mat.mes-hall
Mirror symmetry decomposition in double-twisted multilayer graphene systems
交替扭曲三层石墨烯(ATTLG)是一种以交替扭曲方式堆叠的单层石墨烯(MLG)结构,由于其具有良好的超导电性,近年来引起了人们的极大兴趣。如果ATTLG中的一个或几个MLG被多层石墨烯取代,我们得到双扭曲多层石墨烯(DTMLG)。在这项工作中,我们从理论上说明,如果DTMLG具有沿z方向的镜像对称的ATTLG,存在镜像对称分解(MSD),通过该DTMLG可以精确地解耦成两个子系统具有相反的奇偶性。这两个子系统是扭曲的多层石墨烯(单扭曲)或多层石墨烯,这取决于堆叠配置。这种MSD可以清楚地解释DTMLG莫尔能带结构的所有新特征,如四重简并平带和魔角增大。同时,在这种DTMLG中,宇称成为电子的一个新的自由度,因此我们可以定义一个宇称分辨的陈数。更重要的是,MSD意味着扭曲多层石墨烯中的所有新相关相也应该存在于相应的DTMLG中,因为它们具有完全相同的形式的哈密顿量。具体地说,根据MSD,我们预测(1+3+1)-DTMLG中应该存在超导电性。
2022-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
New classes of quantum anomalous Hall crystals in multilayer graphene
本文在菱方堆叠五层石墨烯中提出每晶胞含多个电子的新型QAHC-$z$拓扑Wigner晶体,揭示QAHC-2、QAHC-3在$ν=1$时可稳定且总陈数为1,并分析moiré势对相图的影响。
2025-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Universal classification of twisted, strained and sheared graphene moiré superlattices
支撑在各种衬底上的石墨烯中的莫尔超晶格为设计石墨烯的电子特性开辟了一条新途径。然而,它们的能带结构所依赖的确切晶体结构仍然存在很大争议。在扫描隧道显微镜和密度泛函理论研究中,我们分析了生长在SiC上制备的多层石墨烯上的石墨烯样品以及在Re和Ir的密堆积表面上生长的石墨烯样品,具有超高精度。我们解决了石墨烯中的小角度扭曲和剪切,并确定了包含1,000多个碳原子的大晶胞,并表现出与石墨烯晶格相称的莫尔超晶格的非平凡纳米粒子。最后,一个一般的形式主义适用于任何六角形莫尔分类所有报道的结构。
2016-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable high-Chern-number Chern insulators in rhombohedral tetralayer graphene/hBN moiré superlattices
State Key Laboratory of Micro-nano Engineering Science, Tsung-Dao Lee lnstitute & School of Physics and Astronomy, Key Laboratory of Artificial Structures and Quantum Control (Ministry of Education), Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学微纳电子工程科学国家重点实验室、李政道研究所及物理与天文学院人工结构与量子控制教育部重点实验室);Department of Physics, City University of Hong Kong(香港城市大学物理系);Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science(国家材料研究所电子与光学材料研究中心);Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science(国家材料研究所材料纳米结构研究中心);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室);Shanghai Research Center for Quantum Sciences(上海量子科学研究中心);Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area (Guangdong)(粤港澳大湾区量子科学中心(广东));Department of Physics, Southern University of Science and Technology(南方科技大学物理系);Department of Physics, Hong Kong University of Science and Technology(香港科技大学物理系)
研究通过调节扭角和对齐方向,发现多种高陈数陈绝缘体,包括陈数为-4和±3、±2、±1的绝缘态,展示了莫尔超晶格中拓扑结构的多样性。
2026-04-29 cond-mat.mes-hall
Moiré band theory for M-valley twisted transition metal dichalcogenides
本文提出用第IV族/IVB族三角TMDs(Zr、Hf、Sn的硫/硒化物)扭曲双层构建莫尔材料,通过DFT导出莫尔周期哈密顿量,揭示其六味导带态解耦及自发谷极化以输运各向异性为标志。
2025-11-06 cond-mat.mes-hall
Landau Levels as a Probe for Band Topology in Graphene Moiré Superlattices
我们提出用朗道能级作为探测二维莫尔超晶格电子能带拓扑特征的探针。我们考虑了两种结构的扭曲双层石墨烯(TDBG),它们具有非常相似的能带结构,但表现出不同的平坦带的谷陈数。TDBG的AB-AB和AB-BA构型之间的这些差异在使用紧束缚模型计算的Hofstadter蝴蝶光谱中清楚地表现为不同的朗道能级序列。朗道能级序列解释的角度的轨道磁化分布在动量空间,这是由旋转$C_2$和时间反演$\mathcal{T}$对称性。我们的结果可以很容易地扩展到其他扭曲的石墨烯多层膜和$h$ -BN/石墨烯异质结构,从而建立了Hofstadter蝶形光谱作为一个强大的工具,用于检测非平凡的谷带拓扑结构。
2020-05-21 cond-mat.mes-hall
Anomalous Hall Crystals in Rhombohedral Multilayer Graphene II: General Mechanism and a Minimal Model
本文提出一个三块模型,用于解释在零磁场下rhombohedral多层石墨烯中观察到的异常霍尔晶体状态。
2024-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
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
Hexagonal boron nitride/bilayer graphene moiré superlattices in the Dirac-material family: energy-band engineering and carrier doping by dual gating
本文综述hBN/BLG莫尔超晶格的制备与输运,揭示其无电场下CNP能隙、可调能带拓扑及范霍夫奇异性,并通过双栅实现能带工程,展现物理普适性与多样性。
2025-09-26 cond-mat.mes-hall
Flat bands and perfect metal in trilayer moiré graphene
我们研究了形成莫尔条纹的扭曲多层石墨烯系统的电子结构。我们考虑小的扭曲角分开的石墨烯片,并开发一个低能量的理论来描述耦合的狄拉克布洛赫状态接近每个单独的平面中的K点。扩展超出双层的情况下,我们表明,当连续的扭曲角的比例是合理的,出现在准动量空间的周期性与莫尔布洛赫带,即使系统不表现出在真实空间中的晶格结构。对于一个三层的几何形状,我们发现在一定的旋转角度的频谱中的平坦带。执行的三层的能带模型的对称性分析,我们证明了该系统是一个完美的金属在这个意义上,它是在所有的能量无隙。这个惊人的结果源于三个狄拉克锥,它们只能成对地产生间隙,并产生具有无限连通性的带。充分的无隙属性是由一个紧急的粒子-空穴对称性在足够小的角度有效的保护。
2019-01-16 cond-mat.mes-hall
Moiré Flat Bands of Twisted Few-layer Graphite
扭曲少层石墨(tFL-graphite)是一种新的莫尔异质结构(MHS),它具有丰富的、高度可调的莫尔平坦能带结构,与已知的MHS完全不同。tFL-石墨由两个少层石墨(Bernal堆叠的多层石墨烯)组成,它们以小的扭曲角堆叠在彼此上。薄膜石墨的莫尔能带结构与其组成的两个范德华层的层数密切相关。在魔角附近,在费米能级处,tFL石墨总是有两个几乎平坦的带与几对窄的色散(抛物线或线性)带共存,从而增强了$E_F$的DOS。这种共存性质也可能增强可能的超导性,如在其他多带超导系统中所证明的那样。因此,我们预计在tFL-石墨强多带相关效应。同时,在适当的垂直电场作用下,可以在简单的tFL-石墨中诱导出多个孤立的近平带,且谷值Chern数不为零,表明tFL-石墨也是一种新的拓扑平带体系.
2020-09-18 cond-mat.mes-hall
Moiré metrology of energy landscapes in van der Waals heterostructures
新兴的双电子学领域利用二维材料之间的扭曲角,代表了量子材料设计的一条有前途的路线,因为扭曲角诱导的超晶格提供了控制拓扑结构和强相关性的手段。在小的扭曲极限,特别是在应变下,由于原子弛豫占主导地位,涌现的莫尔超晶格编码难以捉摸的洞察到局部层间相互作用。在这里,我们介绍了摩尔计量学作为一个结合的实验理论框架,以探测在0.1 meV/原子尺度的双层结构的堆叠能量景观,优于量子化学的黄金标准。通过研究莫尔域的形状与众多的纳米成像技术,并与多尺度建模,我们评估和完善层间相互作用的第一原理模型。我们记录了三种代表性扭曲系统的莫尔计量学的威力:双层石墨烯,双双层石墨烯和H-堆叠$MoSe_2/WSe_2$。莫尔计量学建立了层间相互作用的实验基准,从而实现了扭曲多层膜的精确建模。
2020-11-27 cond-mat.mes-hall
Tunable atomically enhanced moiré Berry curvatures in twisted triple bilayer graphene
本研究构建了扭曲三层双层石墨烯平台,发现原子重构可增强moire能带绝缘体态的Berry曲率,并通过静电控制实现能带结构与拓扑的工程化调谐。
2025-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Photonic spin Hall effect in bilayer graphene Moiré superlattices
超结构的形成-具有相关的莫尔图案-在扭曲双层石墨烯的非凡光学和电子特性中起着至关重要的作用,包括最近观察到的非常规超导性。本文基于光子自旋霍尔效应提出了一种新的跨学科方法来确定扭曲双层石墨烯中的莫尔角。我们发现,光子自旋霍尔效应表现出清晰的指纹的底层莫尔图案,和相关的光束位移远远超出目前的实验灵敏度在近红外和可见光范围。通过发现最大光子自旋霍尔效应位移的频率位置对莫尔角的依赖性,我们认为后者可以明确地通过全光学远场测量访问。我们还公开了,当与古斯-汉兴效应结合时,光的自旋霍尔效应能够完全确定双层的电子电导率。总之,我们的研究结果表明,亚波长的自旋轨道相互作用的光提供了一个前所未有的工具集,研究多层二维范德华材料的光电性能。
2018-11-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Topological Order Without Band Topology in Moiré Graphene
Stockholm University(斯德哥尔摩大学);Zhejiang University(浙江大学)
本研究在拓扑平凡的莫尔能带中,通过量子几何的非均匀分布,实现了独立于单粒子能带拓扑的多体拓扑序,证明了类Laughlin分形陈绝缘体可在现实条件下稳定存在。
2026-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
SU(4) Kondo Lattice in Semiconductor Moiré Materials
Cornell University(康奈尔大学)
本研究通过TMD莫尔多层结构实现近似SU(4)对称的三角Kondo晶格,揭示了晶格对称性破缺和拓扑响应的关联。
2026-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Transdimensional Chern insulators in rhombohedral multilayer graphene superlattices
ShanghaiTech University(上海科技大学);Nanjing University(南京大学);Liaoning Academy of Materials(辽宁省材料研究院)
该研究通过理论计算,在扭曲菱面多层石墨烯/hBN莫尔超晶格中提出并证实了跨维陈绝缘体态,揭示其性质及与密度波态的转变关系,还探讨了分数量子陈绝缘体的可能存在。
2026-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anisotropic strain effects in small-twist-angle graphene on graphite
原子多层膜中局部变化的晶格参数和各向异性晶格形变的直接实验探测是极具挑战性的。在这里,我们开发了一种新的结合数值/图形的方法来分析不规则莫尔超结构测量扫描隧道显微镜(STM)上的小扭曲角($\sim$ 0.6 $^{\circ}$)石墨烯高度取向的热解石墨(gr/HOPG)。我们观察到扭曲的莫尔图案与空间变化的周期在退火gr/HOPG。通过STM观察到的莫尔周期的纳米级调制反映了具有晶格参数的各向异性变化的局部应变(和剪切)石墨烯。我们使用一个特定的算法的基础上的刚性格傅立叶方法,这是能够重建不规则和扭曲的莫尔条纹出现应变引起的晶格变形。我们的模型是通用的,可以用来研究不同的莫尔图案发生在二维范德华异质结构。此外,室温扫描隧道光谱测量显示狄拉克点处的电子态,位于莫尔山上,这显著增加了莫尔图案的表观反射率。测量的地形进行了比较,经典的分子动力学模拟。密度泛函理论(DFT)计算证实,AAB堆叠的三层区域本身可以贡献费米能级附近的电子态,与局域态密度中的测量峰值一致。此外,CMD计算揭示了方向相关的键交替($\sim$ 0.5 $\%$)周围的堆叠区域,诱导的剪切应变,这可能会影响电子性质。
2019-08-26 cond-mat.mes-hall
Does Moire Matter? Critical Moire Dependence with Quantum Fluctuations in Graphene Based Integer and Fractional Chern Insulators
该研究系统探究菱面体六层石墨烯/六方氮化硼摩尔超晶格中扭转角对陈绝缘体的关键作用,通过实验与理论结合,揭示量子涨落和关联效应的重要性,并颠覆了平均场理论范式。
2025-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exciton density waves in Coulomb-coupled dual moiré lattices
本研究在角度对齐的WS₂/双层WSe₂/WS₂异质结的库仑耦合双莫尔晶格中捕获层间激子,观测到特定总电子填充因子下的关联绝缘态,将其解释为玻色-费米混合体系中的激子密度波,为固态系统中研究关联多玻色子现象提供了新平台。
2022-05-15 cond-mat.mes-hall
Turbostratic graphitic microstructures: electronically decoupled multilayer graphene devices with robust high charge carrier mobility
碳纳米材料由于其特殊的物理性质继续令科学家感到惊讶。最近已经有理论预测和石墨烯多层膜的第一次报告,其中,由于堆叠层的旋转,保持了出色的电子性能,同时由于多层性质,对降解和机械应力的敏感性大大降低。在这里,我们表明,完全乱层多层石墨微结构结合了先进的电子和自旋电子器件所需的高载流子迁移率与石墨结构的鲁棒性。使用拉曼光谱和透射电子显微镜(TEM)的盘形石墨微结构的结构表征揭示了莫尔和衍射图案证实其乱层性质。电子输运特性产生了可重复的高迁移率,> 105 cm ^2(Vs)^(-1),与盘的厚度无关,这是乱层堆积引起的电子去耦的直接结果。
2013-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley-selective Floquet Chern Flat Bands in Twisted Multilayer Graphene
我们发现,Floquet工程与圆偏振光(CPL)可以选择性地分裂扭曲多层石墨烯(TMG)的谷简并,从而产生一个可控的谷偏振Floquet陈平带可调大陈数。这为控制莫尔平带的谷自由度提供了一种可行的光学方法,从而为研究莫尔平带系统的谷电子学提供了新的机会。因此,我们期望TMG的许多谷相关性质,例如轨道铁磁性,可以通过适当掺杂的CPL来切换。我们揭示了一个通用的(M+N)层TMG的Floquet平坦带的陈数层次规则。我们还说明了CPL对TMG的影响强烈依赖于堆叠手性,这是TMG的一个独特功能。所有这些现象都可以在扭曲双层石墨烯系统中得到验证,这是TMG的最简单的例子,并且已经在实验中实现。
2021-05-19 cond-mat.mes-hall
Universal mechanism of Ising superconductivity in twisted bilayer, trilayer and quadrilayer graphene
我们发现,在扭曲的石墨烯多层膜的超导性起源于一个共同的特点,这是强大的山谷对称性破缺的特点,这些莫尔系统在魔角。这导致了平坦莫尔带的旋转对称性的破坏,下降到$C_3$,并到基态,其中对于给定的自旋投影,时间反演对称性被破坏。然而,这种对称性可以恢复后,交换自旋向上和自旋向下的电子,因为我们说明了通过一个自洽的微观哈特里-福克分辨率的两个自旋投影的状态获得相反的符号的谷极化。然后存在自旋谷锁定,通过该锁定,两个自旋投影的费米线是不同的,并且通过反转对称性而相关。这种效应代表了石墨烯多层膜的裸自旋-轨道耦合的大的重整化,从而保护超导性免受面内磁场的影响。在扭曲的双层以及三层和四层石墨烯中,配对胶被证明是由费米线的平行段之间的嵌套给出的,这些费米线是由对称性击穿到$C_3$产生的。这导致了强烈的科恩-卢廷格配对不稳定性,这是相关的,直到费米线逐渐恢复到更各向同性的形状朝向第二价带的底部,解释了为什么超导电性消失超过三空穴掺杂的莫尔晶胞。
2023-03-01 cond-mat.mes-hall
Anomalous Hall Crystals in Rhombohedral Multilayer Graphene I: Interaction-Driven Chern Bands and Fractional Quantum Hall States at Zero Magnetic Field
针对菱面体五层石墨烯实验,提出相互作用模型,发现鲁棒的“反常霍尔晶体”机制产生稳定陈能带,并证实零磁场下存在分数量子反常霍尔态。
2024-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Doubled Moiré Flat Bands in Double-twisted Few Layer Graphite
研究了双扭曲多层石墨(DTFLG)的电子结构,DTFLG是由三个多层石墨(FLG),即由ABA堆叠的石墨烯多层膜,以两个扭曲角堆叠而成.根据两个扭转角的旋转方向,我们将DTFLG分为交替扭转和手征扭转两类。我们发现,一旦DTFLG的中间FLG不薄于三层,这两种DTFLG可以显着主机两对简并莫尔平带(MFB)在$E_f$,两倍的魔角扭曲双层石墨烯(TBG)。DTFLG的MFB加倍导致$E_f$的DOS加倍,这意味着比TBG强得多的相关效应。垂直电场可以提高MFB的简并度,孤立的MFB具有非零的谷陈数。我们还揭示了DTFLG中MFB的特殊波函数模式。我们的研究结果建立了一个新的家庭莫尔系统,有更大的DOS在$E_f$,因此可能更强的相关效应。
2021-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Gapped out-of-phase plasmon modes in alternating-twist multilayer graphene
Department of Physics and Astronomy, Seoul National University(首尔大学物理与天文学系)
研究了交错扭多层石墨烯中等离子体模式的间隙特性,揭示了反相模式在特定扭角下的无阻尼行为及外部电场调节机制。
2026-09-24 cond-mat.mes-hall