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
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
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
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
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
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
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
Graphene Bilayers with a Twist
在魔扭角附近，双层石墨烯从弱相关费米液体转变为强相关二维电子系统，其特性对载流子密度和可控环境因素（如附近栅极的接近度和扭角变化）非常敏感。在其他现象中，魔角扭曲的双层石墨烯具有超导性、相互作用诱导的绝缘态、磁性、电子向列性、线性T低温电阻率和量子化的异常霍尔态。我们强调了这一领域的一些关键研究成果，指出了仍然开放的重要问题，并评论了魔角扭曲双层石墨烯在强相关量子物质世界中的地位。
2020-08-18 cond-mat.mes-hall
Visualization of the flat electronic band in twisted bilayer graphene near the magic angle twist
理论上，如果双层石墨烯以称为魔角的特定扭曲角堆叠，则双层石墨烯具有平坦色散的莫尔迷你带。最近，这种扭曲的双层石墨烯（tBLG）与第一魔角扭曲被报道表现出相关的绝缘状态和超导性，其中在系统中的平坦的迷你带的存在被认为是必不可少的，这些有序相的出现在输运测量。在tBLG的Tunneling光谱和电子压缩性测量揭示了一个范霍夫奇点，这是一致的存在下，平坦的迷你带。然而，在tBLG中的这种莫尔迷你带的动量空间中的平坦色散的直接观察仍然是难以捉摸的。在这里，我们报告了通过使用具有纳米级分辨率的角度分辨光电子能谱（nanoARPES）对平坦莫尔迷你带的可视化。nanoARPES的高空间分辨率使得能够测量tBLG的局部电子结构。我们清楚地证明了在室温下，在接近魔角的tBLG的电荷中性附近存在平坦的莫尔带。
2019-12-02 cond-mat.mes-hall
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
On magic angles and band flattening in twisted bilayer graphene
当两个石墨烯层从AA或AB构型旋转一个小角度时，能带结构发生了剧烈的变化。数值计算表明，在某些称为魔角的离散角度下，低能带变得平坦，导致电子局域化。然而，这种奇怪行为的起源并不清楚。在这里，我提出了一个理论，提供了一个理解的现象，集中在第一个神奇的角度。结果表明，层之间的耦合，除了重整化狄拉克速度，引入高阶动量项的能量色散，是不是所有的相同的符号。这些项之间的部分抵消导致低能带的平坦性。此外，虽然在实空间中存在电子密度的调制，但没有局域化--调制是由于两层中具有不同动量的平面波态的叠加而产生的。此外，它被证实，有一个潜在的几何原因的外观一个以上的魔角，可以用来预测更高的魔角近似不计算的能带结构。
2018-05-22 cond-mat.mes-hall
Flat band carrier confinement in magic-angle twisted bilayer graphene
魔角扭曲双层石墨烯由于其几乎无色散的低能带和通过静电门控调节带填充的能力而成为研究强关联电子物理的强大平台。控制石墨烯层之间扭曲角的技术已经导致了快速的实验进展，但提高样品质量对于将精细的相关电子物理与无序效应分离至关重要。由于系统的2D性质和相对较低的载流子密度，样品对小的掺杂不均匀性非常敏感，这可以极大地改变局部电位分布。这种潜在的混乱是不同的扭曲角的变化，已在其他地方研究。在这里，通过使用低温扫描隧道光谱和平面隧道结测量，我们证明了扭曲双层石墨烯中的平带可以放大小的掺杂不均匀性，这令人惊讶地导致载流子限制，这在石墨烯中以前只能在强磁场的存在下实现。
2021-06-21 cond-mat.mes-hall
Enhanced hydrodynamic transport in near magic angle twisted bilayer graphene
利用半经典量子Boltzmann理论，采用Dirac模型，并考虑扭曲角对费米速度的影响，得到了近魔角扭曲双层石墨烯的电阻率、电子热阻率、Seebeck系数和Wiedemann-Franz比随掺杂浓度（电荷中性点附近）和修正费米速度$\tilde v$的变化规律.的$\tilde v$相关的散射机制，即电子空穴库仑，长程杂质，声学规范声子，被认为是详细的。我们发现一系列的扭转角和温度，动量非守恒碰撞（长程杂质和声子）的综合效应是最小的，打开一个窗口，观察强流体动力学运输。几个实验签名被确定，如一个尖锐的电阻率对掺杂密度的依赖性和一个大的增强的Wiedemann-Franz比和塞贝克系数。
2019-09-17 cond-mat.mes-hall
Mis-orientation controlled cross-plane thermoelectricity in twisted bilayer graphene
在两个原子级薄的范德华（vdW）膜之间引入“扭曲”或相对旋转引起周期性莫尔势，导致平面组件的能带结构的实质性改变。虽然大多数最近的实验主要集中在电子带杂交通过探测面内输运性质，在这里，我们报告了平面外热电测量在扭曲双层石墨烯（tBLG），它表现出扭曲依赖层间电子和声子杂交的相互作用的范德华间隙。我们表明，在一个大的扭转角，热电势是完全由一个新的声子拖曳效应在亚纳米尺度驱动，而电子组件的热电势只有当层之间的取向差减少到小于2度时才能恢复。我们的实验表明，在一个低角度的交叉平面热电是非常敏感的能带色散的性质，并可能提供扭曲的双层石墨烯的电子态的相干性的基本见解。
2019-10-07 cond-mat.mes-hall
Moiré optical phonons dancing with heavy electrons in magic-angle twisted bilayer graphene
针对魔角扭曲双层石墨烯中电子-声子耦合的复杂问题，提出基于耦合强度筛选与平带强耦合莫尔光学声子的方案，构建有效扩展Holstein模型，为理解该体系超导及关联效应提供启发。
2024-02-19 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
Chern Insulators and Topological Flat-bands in Magic-angle Twisted Bilayer Graphene
魔角扭曲双层石墨烯（MA-TBG）在其平带部分填充时，由于电子-电子相互作用的增强而发生有趣的量子相变.然而，阶段本身和它们的连接到假定的非平凡的拓扑结构的平坦带在很大程度上是未开发的。在这里，我们报告的运输测量揭示了一系列掺杂引起的Lifshitz过渡，伴随着范霍夫奇点（VHS），这有利于相关诱导的间隙和拓扑非平凡的子带的出现。在存在磁场的情况下，在每个莫尔单元填充1、2、3个载流子时的良好量子化的霍尔平台揭示了子带拓扑结构，并发出具有陈数的陈绝缘体的出现的信号，！= !, !, !,分别令人惊讶的是，磁场超过5 T，我们观察到的VHS在填充3.5，这表明一个分数陈省身绝缘体的可能性。这种VHS伴随着从低温金属到高温绝缘行为的交叉，这是熵驱动的Pomeranchuk样转变的特征，
2020-12-11 cond-mat.mes-hall
Why the first magic-angle is different from others in twisted graphene bilayers: interlayer currents, kinetic and confinement energy and wavefunction localization
扭曲的石墨烯双层的手征哈密顿量的分析，其平方哈密顿量，其中删除了粒子-空穴对称性，因此一个二分晶格，允许写入的$2\times 2$矩阵的哈密顿量。这带来了前面的扭曲系统的三个主要的物理演员：动能，禁闭势和一个层间相互作用的运营商分为两部分：一个非阿贝尔层间运营商和运营商，其中包含层之间的相互作用能。在这里，这些组件中的每一个被分析为旋转角度的函数，以及在波函数的本地化属性。特别地，证明了非阿贝尔算子表示每层三角子格之间的层间流，即，二分子晶格之间的第二相邻层间电流。在这样的贡献之间可以看到交叉，因此第一魔角不同于其他高阶魔角。这种角度由层间电流的负能量贡献与动能和限制能的正贡献之间的平衡决定。围绕第一魔角进行的微扰分析可以分析地探索这种能量平衡的细节。
2022-02-08 cond-mat.mes-hall
Extended Fractional Chern Insulators Near Half Flux in Twisted Bilayer Graphene Above the Magic Angle
本文研究了1.37°扭转双层石墨烯在半磁通量附近的强关联相，发现多个霍夫斯塔特子能带中存在大密度范围内量子化良好的奇分母分数量子霍尔绝缘体态，并观察到朗道迷你扇形的弯曲与重置现象。
2025-07-11 cond-mat.mes-hall
Strong electron-phonon coupling, electron-hole asymmetry, and nonadiabaticity in magic-angle twisted bilayer graphene
我们报告了强的电子-声子耦合的魔角扭曲双层石墨烯（MA-TBG）从原子论描述的系统，包括超过10000个原子的莫尔超晶胞。电子结构，声子谱，和电子-声子耦合强度λ之前和之后的原子位置弛豫的平面内和平面外。对于MA-TBG，获得的λ非常大，其中在平坦带的半填充能量附近λ> 1，而对于单层和未旋转的双层石墨烯，λ很小（λ ~ 0.1）。在原子结构弛豫之后，电子结构中出现显著的电子-空穴不对称性，因此空穴掺杂的λ比电子掺杂的λ强得多。得到的电子-声子耦合几乎是各向同性的，并且对电子能带和动量的依赖很弱，表明电子-声子耦合更倾向于单能隙s波超导。相应的声子能量远大于电子能量标度，远远超过绝热极限。我们的研究结果提供了一个基本的理解MA-TBG中的电子-声子相互作用，强调它可以有助于丰富的物理系统。
2018-12-26 cond-mat.mes-hall
Topological flat bands without magic angles in massive twisted bilayer graphenes
扭曲的双层石墨烯（TBG）主机几乎平坦的带与几个meV的窄带宽在某些{ \em魔术}扭曲角。在这里，我们表明，在扭曲的带隙狄拉克材料双层，或大量扭曲双层石墨烯（MTBG），孤立的近平坦带低于阈值带宽$W_c$预计连续小扭曲角高达临界$θ_c$取决于原始带的平坦度和层间耦合强度。对于具有$\sim 2$ eV的本征带隙的扭曲狄拉克材料的$θ\lesssim 3^{\circ} $，预期$W \lesssim $ 30 meV的窄带宽，其在带隙的过渡金属二硫属化物（TMDC）、碳化硅（SiC）等的单层中实现，并且在带隙为$\sim 5$ eV的六方氮化硼（BN）中实现甚至更窄的带宽，而具有几十meV的较小带隙的扭曲石墨烯系统，例如由于与六方氮化硼对准，在带宽演变中显示魔角行为的痕迹。孤立莫尔带的有限谷陈数的相图随着亚晶格选择性层间隧穿参数之间的差异的增加而扩展。用于带间光学跃迁的谷对比圆二色性在$0^{\circ}$附近是建设性的，在$60^{\circ}$对准附近是破坏性的，并且可以通过电场和微型谷的栅极驱动偏振来调谐。结合大量的狄拉克材料与各种本征隙，费米速度，层间隧穿强度表明乐观的前景增加$θ_c$和实现大的$U/W$有效相互作用与带宽比的关联态。
2019-10-19 cond-mat.mes-hall
Neutral magic-angle bilayer graphene: Condon instability and chiral resonances
本文研究魔角扭转双层石墨烯在中性点的光学响应，识别三种对称性通道，发现康登不稳定性，并揭示手性共振现象。
2023-04-03 cond-mat.mes-hall
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
Gauge phonon dominated resistivity in twisted bilayer graphene near magic angle
最近对接近魔角的扭曲双层石墨烯（tBG）的实验表明，范德华异质结构中的微小相对旋转会极大地改变其电子性质。我们考虑了各种散射机制，并表明，在tBG中的载流子输运主要是由带电杂质和声学规范声子的组合。由于狄拉克费米子在电荷中性时无法屏蔽长程库仑势，带电杂质在低温和低密度下仍然占主导地位;然而，规范声子在大多数实验区域占主导地位，因为尽管它们耦合到电流，但它们不会感应电荷，因此不会被接近魔角的大密度态屏蔽。我们发现，电阻率有一个很强的单调下降的载流子密度依赖性在低温下由于带电杂质散射，和弱的密度依赖性在高温下由于规范声子。远离电荷中性，电阻率随温度增加，而接近狄拉克点则相反。仅在低温和载流子密度下观察到的非单调温度依赖性是我们的理论的签名，可以在实验可用的样品中进行测试。
2019-02-04 cond-mat.mes-hall
Gate-defined superconducting channel in magic-angle twisted bilayer graphene
本研究在魔角双层石墨烯中实现了栅极定义的超导通道，通过分裂栅极调节通道宽度，实现了从超导到高阻输运的转变，并控制超流流动，为开发量子收缩器件奠定了基础。
2023-12-18 cond-mat.mes-hall
Observation of Yamaji magic angles in bismuth surfaces
铋层由铋双层组成，铋双层是二维拓扑绝缘体，相应地，表面是边缘态阵列。此外，拓扑模型，包括二阶拓扑顺序，预测介导的铰链状态的层间电耦合。在这里，我们报告的小直径单晶铋纳米线的角度相关的磁阻测量表现出一系列的磁电阻（MR）峰在Yamaji魔角和B//双层的峰值，表明层间的相干输运，并显示表面电子的费米面是一个扭曲的圆柱体。MR峰与磁场诱导的平带相关联，这让人想起双层石墨烯中的众所周知的平带。跨层的相干输运被解释为拓扑铰链态的输运。
2020-01-02 cond-mat.mes-hall
Transport and spectral properties of magic angle twisted bilayer graphene junctions based on local orbital models
在扭曲双层石墨烯上静电定义的结的电子性质可以使用晶格模型在理论上解决。最近的工作已经引入了最小的局部轨道模型来描述扭曲的双层石墨烯在魔角（MATBLG）与不同程度的近似和占脆弱的拓扑结构。在目前的工作中，我们使用格林函数的形式主义，以获得基于这些模型的MATBLG结的光谱和传输特性。我们引入不同的对称性破缺微扰来模拟相互作用的影响，并通过分析相应的威尔逊圈来表征体带的拓扑结构。然后，我们分析了不同类型的边缘的光谱特性，并在亚晶格对称性破缺参数的畴壁的情况下。我们进一步考虑了三个区域的结，其中可以独立地控制中心和横向区域的掺杂水平。在中心区域被固定在电荷中性点和横向的重掺杂的限制，光谱和两个终端的传输特性可以理解的手性状态沿结的杂交。这些属性被发现是非常敏感的结沿莫尔晶格的取向。
2021-05-21 cond-mat.mes-hall
Direct observation of moiré flat-band breakdown at the edge of magic-angle twisted bilayer graphene
魔角扭曲双层石墨烯（tBG）中的低能莫尔平带具有令人难以置信的潜力，可以表现出丰富的奇异量子现象。理论上，tBG的莫尔平坦带基于扩展结构，即，具有周期性边界条件的莫尔条纹。然而，一个基本的问题，即平带是否可以存在于具有降低的结构对称性的石墨烯莫尔图案中，例如样品边缘，仍然没有答案。在这里，通过扫描隧道显微镜和光谱学，我们研究了局部电子性质的魔角tBG附近的样品终止的边缘和报告的莫尔平坦带的击穿的直接观察。我们发现，莫尔电子结构，包括低能平带，可以充分存在于一个完整的莫尔斑点，即，一个莫尔超晶胞，就在边缘处，甚至莫尔图案的平移对称性在一个方向上被破坏。然而，在由边缘部分终止的不完全莫尔斑中，明显缺乏平带特性。我们的研究结果表明，一个完整的莫尔斑点是足够的，并在tBG有效的莫尔平带的产生是必不可少的。
2022-05-20 cond-mat.mes-hall
Magic radius of AA bilayer graphene quantum dot
本研究分析AA双层石墨烯圆形量子点，发现使其低能态发生层宇称简并和最高占据能级对称性切换的离散“魔幻半径”，并建立其与扭转双层石墨烯魔幻角的电子结构类比。
2023-04-21 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
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
Phonons in magic-angle twisted bilayer graphene
魔角扭曲双层石墨烯（TBG）由于其具有多种关联态和拓扑态，近年来引起了人们极大的兴趣。尽管人们对电子-电子相互作用效应和电子的拓扑性质进行了广泛的研究，但对魔角TBG的声子的研究相对较少。本文基于\textit{ab} \textit{initio}深势分子动力学研究了魔角TBG中的声子性质。计算了幻角处的声子能带结构和态密度，系统地分析了莫尔布里渊区高对称点处的声子本征模。特别地，在莫尔$Γ$点，我们发现了一些软模式，可以表现出偶极状，条纹状，八极状的莫尔超晶胞内的振动模式，以及一些“涡旋”模式与非零旋度在真实空间中。在莫尔$K$ / $K'$点处，存在时间反演破缺的具有非零局域声子极化的手征声子模。通过冻结某些软声子模，我们进一步研究了声子效应对电子结构的影响。我们发现，如果软“条纹”声子模式在莫尔$Γ$点被假定为冻结，该系统将表现出一个电荷秩序，这自然解释了最近的观察从扫描隧道显微镜。此外，在莫尔$Γ$点处也存在低频$C_{2z}$ -破坏模式，一旦这些模式被冻结，这些模式将在电荷中性点处与狄拉克点隔开。这为电荷中性点处关联绝缘体态的起源提供了一个新的视角。
2021-12-25 cond-mat.mes-hall
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
Moiré semiconductors on twisted bilayer dice lattice
本文提出了扭曲双层骰子格莫尔结构的有效晶格模型，发现在手性极限下任意扭曲角均存在零能平带，这些平带源于相消干涉与拓扑非平庸性，可通过光电导峰分裂结构检测。
2024-04-24 cond-mat.mes-hall
Phonon-induced giant linear-in-$T$ resistivity in magic angle twisted bilayer graphene: Ordinary strangeness and exotic superconductivity
研究了扭曲双层石墨烯中电声子相互作用对高温输运电阻率和低温相图超导性的影响。我们从理论上表明，扭曲的双层石墨烯应该有一个增强的和强烈的扭曲角依赖的线性温度电阻率在金属制度的电阻率的大小增加，作为扭曲角接近魔角。电阻率对温度的斜率可以接近每开尔文一百欧姆，具有很强的角度依赖性，但对载流子密度的依赖性相当弱。这种与较高温度密度无关的$T$线性电阻率在低密度依赖性特征温度下转变为$T^4$依赖性，在低温下变得不重要。这种角度调谐的电阻率增强是由于系统中的有效电声声子耦合的巨大增加，这是由于莫尔超晶格系统中的平带条件引起的石墨烯费米速度的抑制。我们计算的温度依赖性是让人想起所谓的“奇怪的金属”的输运行为，除了它是由普通的电子-声子耦合在一个相当不寻常的参数空间，由于扭曲的双层石墨烯的通用莫尔平带结构。我们还表明，同样的增强的电声子耦合也介导有效的吸引相互作用的$s$，$p$，$d$和$f$配对通道的理论超导转变温度的顺序上的$\sim$ 5 K附近的魔角。普通声学声子能够产生奇异的非$s$波超导配对的事实源于系统的不寻常对称性。
2019-03-30 cond-mat.mes-hall
Direct observation of flat bands in near-magic-angle twisted bilayer CVD graphene
Istituto Italiano di Tecnologia（意大利理工大学）；Scuola Normale Superiore（比萨高等师范学院）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）；Università di Pisa（比萨大学）；Istituto Nanoscienze - CNR（纳米科学研究所-国家研究委员会）
本研究通过室温nano-ARPES，在生长-堆叠法制备的近魔角CVD TBG样品中直接观测到平带，其电子能带与剥离法样品可比，畴尺寸适配输运实验，推动CVD石墨烯平带物理研究。
2026-09-03 cond-mat.mes-hall
Imaging Self-aligned Moiré Crystals and Quasicrystals in Magic-angle Bilayer Graphene on hBN Heterostructures
本研究通过扫描隧道显微镜和理论建模，发现魔角双层石墨烯与六方氮化硼异质结构中的超级莫尔结构呈现丰富的莫尔晶体与准晶相图，并揭示了一种超出理论预测的自对准机制，为探索准晶的独特电子性质提供了新平台。
2023-11-14 cond-mat.mes-hall
Infrared Spectroscopy for Diagnosing Superlattice Minibands in Magic-angle Twisted Bilayer Graphene
该研究结合红外光谱与量子输运，测量魔角 TBG 在 10–700 meV 范围内的带间跃迁，揭示超晶格微带随扭转角的演化及晶格弛豫导致的魔角偏移。
2024-04-08 cond-mat.mes-hall
Topological phases, van Hove singularities, and spin texture in magic-angle twisted bilayer graphene in the presence of proximity-induced spin-orbit couplings
本研究利用含自旋轨道耦合的Bistritzer-MacDonald模型，揭示了近邻诱导SOC下魔角扭曲双层石墨烯的拓扑相图、范霍夫奇点分裂及类斯格明子自旋织构，为理解SOC在该体系中的作用奠定基础。
2024-10-07 cond-mat.mes-hall
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
Magic angles in twisted bilayer graphene near commensuration: Towards a hypermagic regime
Bistritzer-MacDonald连续介质模型（BM模型）描述了扭曲双层石墨烯（TBG）在小扭曲角下的低能莫尔带。我们推导出一个广义连续模型TBG附近的任何相称的扭曲角，其特征在于由复杂的层间跳跃在相称的$AA$堆叠（而不是真正的跳跃在BM模型），一个真正的层间跳跃在相称的$AB/BA$堆叠，和全球的能量转移。$AA$堆叠跳跃的复相位和扭转角一起定义单个角度参数$ϕ_0$。我们计算模型参数的前六个不同的相称的TBG配置，其中$38.2^\circ$配置可能是在实验上可观察到的能量尺度。我们确定的第一个魔角的任何$ϕ_0$在类似的BM模型的条件。在这个角度下，电荷中性处最低的两个莫尔带变得平坦，除了靠近$\boldsymbolΓ_M$点之外，并保持脆弱的拓扑结构，但失去了粒子-空穴对称性。我们进一步确定了一个以$ϕ_0 = \pmπ/2$为中心的超魔参数区域，其中电荷中性周围的许多莫尔带（通常是$8$或更多）同时变得平坦。这些平带中的许多与kagome晶格和$p_x$、$p_y$ 2轨道蜂窝晶格紧束缚模型中的平带相似。
2022-09-12 cond-mat.mes-hall
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
Magic-angle Twisted Bilayer Systems with Quadratic-Band-Touching: Exactly Flat Bands with High-Chern Number
迄今为止，扭曲莫尔系统的研究主要集中在二维（2D）材料，如具有狄拉克点的石墨烯和过渡金属-二硫属化物。在这里，我们提出了一个扭曲的双层的二维系统，其功能稳定的二次带接触点，并找到异国情调的物理不同于以前研究的扭曲莫尔系统。具体来说，我们表明，完全平坦的带可以出现在魔角，更有趣的是，每个平坦的带表现出高陈数（$C=\pm 2$）。我们进一步考虑了这种魔角扭曲系统中的库仑相互作用，发现在一定填充量下，基态支持量子反常霍尔效应，其霍尔电导率为量子化的$2\frac{e^2}{hc}$.此外，这种扭曲的双层系统的可能的物理实现将简要讨论。
2022-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Emergent Hyper-Magic Manifold in Twisted Kitaev Bilayers
Kitaev量子自旋液体由于各种材料（例如，RuCl 3），近似于它们有趣的物理学。在本文中，我们构造了一个平均场近似的莫尔超晶格出现在扭曲Kitaev双层膜的公度双层膜的解决方案。我们发现，在超晶格的微布里渊区上定义的非受限自旋的能带结构被极大地改变。该系统表现出一个超魔流形：一系列几乎完美平坦的能带出现在最低能隙以上的能量处，表现出非常大的（自旋）态密度，可以通过实验进行探测。有趣的是，平带本征态表现出类似于Kagome晶格波函数的局部化。
2022-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Weak-field Hall Resistivity and Spin/Valley Flavor Symmetry Breaking in Magic-Angle Twisted Bilayer Graphene
在魔扭角附近，双层石墨烯莫尔超晶格的最低能量导带和价带变得非常窄。带色散仍然是敏感的云纹的应变模式，层之间的非局部隧道，填充因子依赖哈特里和交换带重正化。在这篇文章中，我们分析了这些带结构的细节的影响，在这个窄带系统中观察到的味道对称性破缺的模式，并在弱场霍尔和Schubnikov-de Haas磁输运测量揭示的费米表面重建的相关模式。
2021-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ultrafast Umklapp-assisted electron-phonon cooling in magic-angle twisted bilayer graphene
莫尔材料中的载流子弛豫测量为微观相互作用提供了独特的探针，特别是那些不易通过传输测量的相互作用。声子间的Umklapp散射是一个普遍存在的动量非守恒过程，它控制着半导体和绝缘体的热导率。相比之下，电子和声子之间的Umklapp散射尚未在实验中得到证实。在这里，我们使用时间和频率分辨的光电压测量作为其复杂的能量途径，包括电子-声子耦合的直接探针，研究了热电子在莫尔石墨烯中的冷却。我们报告了在魔角附近扭曲双层石墨烯的热载流子冷却中的戏剧性加速：从室温到5 K的冷却时间是几皮秒，而在原始石墨烯中耦合到声学声子需要纳秒。我们的分析表明，这种超快冷却是形成超晶格与低能量摩尔声子，空间压缩的电子Wannier轨道，和减少超晶格布里渊区，使Umklapp散射，克服电子-声子动量失配的综合效应。这些结果展示了一种在双电子系统中设计电子-声子耦合的方法，这种方法可以有助于对其输运性质的基本理解，并能够在热管理和超快光电探测中应用。
2023-01-31 cond-mat.mes-hall
Terahertz photocurrent probe of quantum geometry and interactions in magic-angle twisted bilayer graphene
本研究利用偏振分辨太赫兹光电流测量探测魔角双层石墨烯，揭示了量子输运无法探测的反演破缺态、能带重整化引起的偏振轴变化及整数填充处的光电流图样，为理解相互作用电子的量子几何及开发太赫兹量子技术提供了新途径。
2024-10-16 cond-mat.mes-hall
Heavy fermions, mass renormalization and local moments in magic-angle twisted bilayer graphene via planar tunneling spectroscopy
本研究通过平面隧穿谱测量魔角扭曲双层石墨烯的电子性质，验证了拓扑重费米子模型的质量重整化预测，并发现了不同温度下的简并局域磁矩态，为理解其涌现现象提供了实验依据。
2025-03-22 cond-mat.mes-hall
Heterostrain engineering on twisted graphene bilayer around the first magic angle
最近，第一魔角为1.1°左右的扭曲石墨烯双层（TGB）由于能够实现奇异的量子态，如关联绝缘体行为和非常规超导性而引起了人们的广泛关注。在这里，我们精心研究了一系列的TGB周围的第一魔角工程的异质应变，其中每一层是独立的应变。实验结果表明，适度的异质应变能使小角TGB（~ 1.5°）结构演化为应变魔角TGB（θ ~ 1.1°）结构，并呈现出特征的低能平带。这种异质应变甚至可以驱动系统形成具有大变形的四角超晶格的高应变小角TGB（θ << 1.1°），在那里出现了独特的拓扑螺旋边缘态网络。此外，预测的畴壁模式，这是强烈的局域化，并导致从Kagome晶格衍生的六边形三角形混合阻挫晶格，观察到应变微角TGB。
2018-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
