2026年6月30日，Phys. Rev. Lett.在线发表了美国卡内基梅隆大学Jyoti Katoch课题组的研究论文，题目为《Direct Visualization of Gate-Tunable Flat Bands in Twisted Double Bilayer Graphene》，论文入选编辑推荐“Editors' Suggestion”。
转角双重双层石墨烯（TDBG）由两片具有相对转角的伯纳尔堆叠双层石墨烯组成，已成为一个可调平台，用于探索平带驱动的关联物理，而不受魔角转角双层石墨烯（TBG）严格的转角约束。TDBG在转角θ约等于1.30°附近具有位于费米能级处的平带。
TDBG中对称性破缺的关联态可以通过几个外部调控手段进行调节，包括转角、位移场和载流子密度。然而，关于这些参数如何重塑平带结构的直接、动量分辨表征仍然有限。
在此研究中，作者采用微聚焦角分辨光电子能谱（ARPES）来研究TDBG在1.6°转角下的平带色散，通过静电栅压系统地改变位移场和载流子密度。研究直接在电荷中性附近观察到多个平坦的莫尔微带，包括一个位于低能平带流形下方的平坦远程价带。此外，平带上占主导地位的库仑排斥能超过平带带宽，表明在TDBG中有利于出现相互作用驱动的关联现象。这些发现表明，TDBG中平带的形成和演化源于电子填充与位移场之间的相互作用。
图1. (a) SiO2衬底上TDBG/hBN/石墨烯的示意图。(b) 源自顶层BG和底层BG的迷你布里渊区(mBZ)的紫色六边形几何结构。(c) 器件的光学显微镜图像。(d) 在(g)左图虚线框内对能量和动量积分的空间依赖ARPES强度。(e) 在不存在层间相互作用的情况下TDBG的理论能带结构。(f) 在VG = 0 V时，通过层间隧穿产生的微扰层间带杂化，贯穿顶层BG、底层BG和TDBG的色散。(g) 能量-动量色散。
图2. 在不同VG = 2、6、8和10 V下，(a) 顶层BG、(b) 底层BG和(c) TDBG的能量-动量色散快照。(d) 顶层和底层BG的载流子密度均确定为kF2/π。(e) 在不同VG下，从平带区域提取的平均EDC。(f) 来自不同VG下EDC分析的c1、v1和v2的拟合峰位置。
图3. (a) 上图展示了在施加10 V栅极电压下，TDBG沿mBZ中不同高对称方向的能量-动量色散。下图显示了相应的二阶导数图。(b) 从左上角图中沿K1-K2切割方向提取的EDC 1至4，说明了能带位置。
来源：科研任我行
热门跟贴