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Perfect one-dimensional chiral states in biased twisted bilayer graphene

机译：偏置扭曲双层石墨烯中的完美一维手性态

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摘要

We theoretically study the electronic structure of small-angle twisted bilayer graphene with a large potential asymmetry between the top and bottom layers. We show that the emergent topological channels known to appear on the triangular AB-BA domain boundary do not actually form a percolating network, but instead, they provide independent, perfect one-dimensional eigenmodes propagating in three different directions. Using the continuum-model Hamiltonian, we demonstrate that an applied bias causes two well-defined energy windows which contain sparsely distributed one-dimensional eigenmodes. The origin of these energy windows can be understood using a two-band model of the intersecting electron and hole bands of single-layer graphene. We also use the tight-binding model to implement the lattice deformations in twisted bilayer graphene and discuss the effect of lattice relaxation on the one-dimensional eigenmodes.
机译：我们从理论上研究了顶层和底层之间具有大的电位不对称性的小角度扭曲双层石墨烯的电子结构。我们显示，已知出现在三角形AB-BA域边界上的新兴拓扑通道实际上并没有形成渗流网络，而是提供了在三个不同方向上传播的独立，完善的一维本征模式。使用连续模型哈密顿量，我们证明了施加的偏差会导致两个明确定义的能量窗口，其中包含稀疏分布的一维本征模。使用单层石墨烯的电子和空穴带相交的两带模型可以理解这些能量窗口的起源。我们还使用紧密绑定模型在扭曲的双层石墨烯中实现晶格变形，并讨论了晶格弛豫对一维本征模的影响。

著录项

  • 来源
    《Physical review》 |2020年第12期|125409.1-125409.10|共10页
  • 作者

    Bonnie Tsim; Nguyen N. T. Nam; Mikito Koshino;

  • 作者单位

    National Graphene Institute University of Manchester Manchester M13 9PL United Kingdom Department of Physics and Astronomy University of Manchester Manchester M13 9PL United Kingdom;

    Mathematics for Advanced Materials Open Innovation Lab AIST Sendai 980-8577 Japan;

    Department of Physics Osaka University Toyonaka 560-0043 Japan;

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