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MATBG，出道即巔峰，常年霸榜Nature和Science，絕對(duì)是材料界的霸主，材料江湖的一哥！

那么，MATBG是誰(shuí)？magic-angle twisted bilayer graphene，魔角雙層石墨烯！曹原，Pablo Jarillo-Herrero，MIT，麻省理工，這些大名必然如雷貫耳！上個(gè)月，我們匯總了魔角石墨烯在2020年的高光時(shí)刻，大家可以感受下威力。

這不，2021年首篇魔角石墨烯又登上了Nature！

MATBG一系列相關(guān)現(xiàn)象源于強(qiáng)烈的電子-電子相互作用。這些相互作用使費(fèi)米表面在±1，±2和±3個(gè)電子占據(jù)每個(gè)莫爾元胞時(shí)極易重構(gòu)，并導(dǎo)致形成各種相關(guān)的相。盡管已經(jīng)證明某些相具有非零的Chern數(shù)，但許多其他相的局部微觀性質(zhì)和拓?fù)涮匦陨形创_定。

為此，加州理工學(xué)院Stevan Nadj-Perge等使用掃描隧道顯微技術(shù)在有限磁場(chǎng)中繪制MATBG中出現(xiàn)的拓?fù)湎唷?/strong>

通過在費(fèi)米能級(jí)上利用靜電摻雜和磁場(chǎng)跟蹤局部狀態(tài)密度的變化，他們創(chuàng)建了局部朗道扇形圖，能夠?qū)hern數(shù)直接分配給所有觀察到的相。研究人員發(fā)現(xiàn)存在六個(gè)拓?fù)潆A段，這六個(gè)拓?fù)潆A段是由有限域中的整數(shù)填充產(chǎn)生的，其起源于系列的對(duì)稱性破壞躍遷。這些拓?fù)潆A段只能在魔角的一小部分扭曲角內(nèi)形成，這進(jìn)一步將它們與在電荷中性附近觀察到的朗道能級(jí)區(qū)分開。此外，在低磁場(chǎng)獲得的電中性朗道光譜表現(xiàn)出顯著的電子-空穴不對(duì)稱性，并且在零朗道能級(jí)（約3至5毫電子伏）之間具有出乎意料的大分裂。該研究表明強(qiáng)大的電子相互作用如何影響MATBG能帶結(jié)構(gòu)并導(dǎo)致相關(guān)的拓?fù)潆A段。相關(guān)結(jié)果以Correlation-driven topological phases in magic-angle twisted bilayer graphene為題發(fā)表在Nature期刊上。

圖1：2 K磁場(chǎng)下MATBG的光譜學(xué)特征

圖2：Chern絕緣相誘導(dǎo)的LDOS朗道扇和帶隙

圖3：LDOS與角度和磁場(chǎng)相關(guān)性與陳絕緣子的識(shí)別

圖4 電中性LL的變化

Choi, Y., Kim, H., Peng, Y. et al. Correlation-driven topological phases in magic-angle twisted bilayer graphene. Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-020-03159-7

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