对称扭曲三层石墨烯的光电压显微镜研究

《Nature Physics》：Photovoltage microscopy of symmetrically twisted trilayer graphene

魔角扭转三叠石墨烯平坦带中通过局部光电热电测量观察到Seebeck系数振荡，证实电子关联态与扩展轨道共存，且莫特公式预测失效。发现正整数填充分子晶格处存在光伏电压峰值，支持拓扑平坦带中的重电子模型解释。

　　

摘要

目前尚未找到对魔角扭曲双层石墨烯平带中出现的关联绝缘体和超导现象的完整微观描述。电子输运和扫描隧道显微镜实验表明，局域电子轨道与扩展电子轨道之间存在差异，但仍然需要确凿的证据来证明这两种载流子类型的共存。在这里，我们报道了对对称扭曲三层石墨烯平电子带的局域光热电效应测量结果。我们观察到塞贝克系数在平带填充度为整数时出现振荡，这表明存在电子关联现象，并且这一现象与莫特公式（Mott formula）的预测不符。我们的测量结果显示，塞贝克系数整体呈负偏移，并且在摩尔超晶格（moiré superlattice）的所有正整数填充度下都出现了局部光电压峰值。这进一步表明其行为偏离了经典的双带半导体塞贝克效应。我们的发现可以通过重费米子模型（heavy-fermion model）来解释，并为将局域热电测量方法应用于其他强关联材料提供了新的途径。