某些扭曲的范德華異質結構中出現的扁平帶處由于電子之間強相互作用，導致形成各種相關的物相。特別地，通過改變扭轉角和外部電場，可以調節扭曲雙層石墨烯主體相關的絕緣狀態。這里，報道了扭曲雙層石墨烯的電傳輸測量，其中研究了自發性對稱性破缺的基本作用。隨著溫度降低，相關絕緣態附近的每個金屬態均表現出下降的電阻率，以及相關的非線性電流-電壓特性。盡管與超導在質量上有相似之處，霍爾系數點的符號同時反轉而是以自發的對稱性破裂導致電阻率突然下降，而焦耳熱似乎以非線性運輸為基礎。該研究結果表明，類似的機制可能也應用于更廣泛的半導體平帶范德華力異質結構之中。
Figure 1. 1.30° tDBG裝置中可調的能帶結構和傳輸特性。（a）tDBG裝置封裝在六邊形氮化硼（BN）和石墨柵極里的原理示意圖，（b）tDBG裝置的電阻率，（c）計算的能帶結構，（d）計算的態密度（DOS），（e）能帶隙，（f-g）電阻率和霍爾系數。
Figure 2. tDBG裝置中溫度相關的傳輸和焦耳熱性質。（a）電阻率隨溫度和位移場的變化情況，（b-c）暈圈區域內部和外部的
ρ(T)曲線，（d）電阻率與不同施加偏置電流的函數關系，（e）不同電阻率與計算的焦耳熱功率的函數關系。
Figure 3. 驗證暈圈區域內自發對稱性破缺。（a）不同溫度下獲得的電阻率，（b）相應的漫譜圖，（c）
RH與溫度的函數關系（
T）,（d）霍爾密度與
ν的函數關系。
該研究工作由華盛頓大學Matthew Yankowitz 聯合Xiaodong Xu課題組于2020年發表在Nature Physics國際頂級期刊上。原文：Symmetry breaking in twisted double bilayer graphene。
摘自《石墨烯雜志》公眾號：
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