魔角附近的扭曲雙層石墨烯表現(xiàn)出豐富的電子相關(guān)物理狀態(tài)，如絕緣體，磁體和超導(dǎo)體。之前已經(jīng)預(yù)測，該系統(tǒng)的電子帶在魔角附近明顯變窄，從而導(dǎo)致各種可能的對稱破壞基態(tài)。這里，研究者通過測量局域電子壓縮性，發(fā)現(xiàn)這些相起源于一個擁有很多能帶的高能態(tài)。當(dāng)載流子加入系統(tǒng)中，電子并非均等填充，而是通過一系列尖銳的級聯(lián)相變完成，在莫爾晶格整數(shù)層附近表現(xiàn)出強(qiáng)烈的非對稱躍遷。在每個過渡中，單一的自旋/谷底會吸收局部填充對等區(qū)域的所有載流子， “重置”到電荷中性點(diǎn)附近。結(jié)果是，每次整數(shù)填充后電荷中性附近處所觀察到的類似狄拉克的特性又重新出現(xiàn)。觀察到相變和狄拉克恢復(fù)的溫度遠(yuǎn)高于開始出現(xiàn)超導(dǎo)和相關(guān)絕緣狀態(tài)。該論文表明，電子偏好對稱性的強(qiáng)烈破壞和狄拉克電子特征的恢復(fù)，在魔角石墨烯物理研究學(xué)中很重要，也形成了魔角石墨烯的母態(tài)。
Figure1. 測量設(shè)置及對裝置的一系列表征。
Figure 2. 相反壓縮實(shí)驗(yàn)中的不對稱鋸齒特征。
Figure 3.在θ= 1.05°時，非對稱鋸齒特征與平行磁場和溫度的相關(guān)性。
Figure 4.相轉(zhuǎn)變及狄拉克電子特征恢復(fù)的模型。
該研究工作由以色列魏茨曼科學(xué)研究所（第一作者是U. Zondiner）和曹原所在的麻省理工學(xué)院Pablo Jarillo-Herrero課題組合作完成，于2020年發(fā)表在Nature期刊上。原文：Cascade of phase transitions and Dirac revivals in magic-angle graphene。
摘自《石墨烯雜志》公眾號：
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