可视化魔角石墨烯的扁平带

通过高级光源（ALS），将在堆叠石墨烯层之间以“魔角”相互偏移的与奇异电子态相关的平带结构可视化。这项工作证实了理论预测，并讨论了一种新的柔性试验台，以研究导致拓扑相位和超导电性的相关效应。
      石墨烯由一片碳原子层组成，形成一个类似铁丝网的六边形晶格。石墨烯的许多令人着迷的特性之一是其极高的电子迁移率。系统中的电荷载流子就像是无质量的，这是由线性（锥形）电子带结构展现的一种状态。
       当两个石墨烯层堆叠在一起时，通过层间耦合和轨道混合来改变电子带，形成抛物线带结构。通过两层间引入一个小转角来调节材料的性能是可以实现的。由于偏移六边形晶格之间的不匹配，这个扭曲产生一个莫尔图案超晶格，这也会影响取决于扭曲角度的电子特性。

理论上认为，在1°（魔法角）的扭转角度下，扭曲双层石墨烯（tBLG）将在电荷中性点附近（上下带相遇）附近展现扁平电子带。这种扁平电子带结构的一个含义是高密度的状态，众所周知它为涉及强（相关）电子相互作用的新出现的电子相提供了平台。例如，魔角tBLG可以同时拥有强相关的绝缘态和超导态，这些态可以通过使用外加的栅电压在材料中掺杂载流子来控制。 
       总的来说，魔角tBLG在低温下表现出丰富的相图，促成用相对简单的系统研究奇异现象诸如：非常规超导性、拓扑相、轨道磁学成为希望。尽管平带色散的含意已经被广泛报道，但魔角tBLG中的平带以前从未在实验中被直接观察到。

nanoARPES-spectrum
      在这项工作中，研究人员在ALS Beamline 7.0.2（MAESTRO）上使用纳米聚焦角分辨光电子能谱（nanoARPES）来探测tBLG样品，寻找用其他方法很难解决的平坦带的证据。此外，纳米arpes光束线的高空间分辨率对于微米级的有效样品面积以及已知的tBLG样品中出现的扭曲角的不均匀性和局部变化至关重要。在纳米arpes实验之后，通过测量扫描阻抗微波显微镜（sMIM）成像的moiré超晶格的周期性来验证样品的魔角扭转。 
      测试结果表明，在室温下近电荷中性点附近的魔角tBLG中存在预测的平坦带。特别是，这些测试结果提供了直接的证据，证明了观察到的奇异现象是由与莫尔几何相关的局域电子态引起的。将来的工作将涉及到范德华异质结构系统中moiré超晶格诱导的其他平带结构的详细的纳米颗粒研究，包括观察由原位静电门控诱导的不同掺杂水平的电子行为。总的来说，MAESTRO公司的纳米级功能所能实现的直接可视化，应该可以帮助研究人员对基于云纹的物理，或者说“扭曲电子技术”，在魔度tBLG和其他材料中获得更定量的理解。

消息来源---The grphene council