2023年8月16日，Nature在线发表了
普林斯顿大学Ali Yazdani
课题组的研究论文，题目为《
Quantum textures of the many-body wavefunctions in magic-angle graphene
》。
电子之间的相互作用产生了新的物质多体量子相，其波函数反映了电子关联效应、
对称性
破缺
和集体激发。
在魔角转角双层石墨烯（MATBG）中发现了许多量子相，包括关联绝缘相、非常规超导相和磁性拓扑相
。缺乏可能对称性
破缺
的微观信息阻碍了对这些
相
的理解。在此研究中，作者使用高分辨率扫描隧道显微镜来研究MATBG中关联相的波函数。
包括关联绝缘相、
赝能隙
相和超导相
在内能隙相波函数的平方在石墨烯原子晶格上表现出明显的对称性破缺条纹，具有√3×√3的超周期性
，并且对莫尔尺度具有复杂的空间依赖性
。
研究介绍了一种使用一组复值局部
序参数
的基于对称性分析的方法，这些参数显示了区分各种关联相的复杂纹理。比较了关联绝缘体在填充±2个电子/莫尔晶胞时的量子纹理与所提出的理论基态的量子纹理。
在典型的MATBG器件中，这些纹理与所提出的不可约Kekulé螺旋序的纹理非常匹配
，而在超低应变样品中，研究数据具有局部对称性，类似于时间反演对称谷间相干相的局部对称性。此外，MATBG的超导态显示出强烈的谷间相干特征，只有通过相敏测量才能与绝缘体的超导态区分开来。
图2
基于对称性的序参数分解和Chern扇区间相干性
图3
通过莫尔平移对称性和IVC同位旋涡区分v=±2的关联绝缘体
图5 掺杂
关联绝缘体到超导和赝能隙相中
Nuckolls, K.P., Lee, R.L., Oh, M. et al. Quantum textures of the many-body wavefunctions in magic-angle graphene.
Nature
,
2023
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