由Phys的Ingrid Fadelli创作
（同organic）有机 扭曲双层石墨烯中发射和传播的带间集体激发的艺术可视化
信用:马特奥·切坎蒂
扭曲双层石墨烯是一种碳基二维(2D)材料，包含两层石墨烯
尽管许多科学家最近开始探索其超导性和磁性的潜力，但迄今为止，很少有光学研究对其进行研究
扭曲的双层石墨烯可以表现出与单层石墨烯截然不同的性质，尤其是当它所构成的两层相对于彼此旋转一个小角度(大约1度)时
研究和探索这些特性可能是非常有价值的，因为它最终可以增强当前对超导的理解，并促进超导在新器件开发中的应用
巴塞罗那光子科学研究所和麻省理工学院(MIT)以及全球其他研究所的研究人员最近开展了一项研究，旨在利用一种被称为中红外近场光学显微镜的光学技术，探测空间分辨率为20纳米的扭曲双层石墨烯的集体激发
发表在《自然物理学》上的一篇论文概述了他们的努力，导致了对材料中带间集体激发的观察
进行这项研究的研究人员之一Niels Hesp告诉Phys:“扭曲的双层石墨烯对于光学实验很有意思，尤其是由于平坦的能带与同样相对平坦的第一激发能带相结合。”
（同organic）有机
“正如在早期理论工作中所预测的，这允许在红外能量下的强带间跃迁，使得它即使在室温下也是可接近的
我们的实验旨在研究由这些光学跃迁形成的集体激发
" 近场光学显微镜是一种先进的技术，可以用来检查材料表面的光学特性，分辨率约为2 0纳米，远低于衍射极限，即光学系统开始对物体成像不良的点(即
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，图像变得模糊)
利用这种技术，光通过非常尖锐的尖端耦合到样品中，这也提供了发射带间等离子体所需的动量
扭曲角为1°的扭曲双层石墨烯的能带结构
35度，与研究中的主设备相同
红色的能带被认为是TBG典型的平带，而蓝色的能带是远带
集体激发是由远带和平带之间的强带间跃迁形成的(黑色箭头)
信用:海茨帕等人
海茨帕说:“由于与麻省理工学院巴勃罗·贾里洛-赫雷罗团队的长期合作，我们很早就能接触到他们的样本。”
“事实上，他们在2016年为我们制作的样品之一是第一个显示莫特绝缘状态的样品
在进行测量时，对扭曲双层石墨烯中带间等离子体的首次观察令人惊讶，因为我们不确定会发生什么
" 海茨帕和他的同事收集的光学测量揭示了电荷中性扭曲双层石墨烯中的传播等离子体模式，该模式与单层石墨烯中观察到的带内等离子体明显不同
在他们的论文中，研究小组认为这可能是与源自材料莫尔超晶格结构的微带之间的光学跃迁相关的带间等离子体激元
海茨帕说:“我们的工作表明，扭曲双层石墨烯对光学研究同样有意义，尤其是因为它是第一个以合理的质量因子观察到传播的带间等离子体的系统。”
“这种激发即使在未掺杂状态下也会发生，这意味着不需要外部电压
虽然现实世界的应用遥遥领先，但它构成了“等离子体工具包”的另一个组成部分，致力于纳米集成光学电路
" 这些观察为有希望的超导材料扭曲双层石墨烯的独特性质提供了有价值的新见解
未来，他们的工作将有助于开发各种新的光学器件和集成电路
“由于扭曲的石墨烯结构形成了一类承载许多迷人现象的材料，我们基本上刚刚开始旅程，”教授表示
这项研究的领导者科彭斯
“我们现在的目标是用光学方法获得低温下的关联态
为此，我们安装了一种新型的近场显微镜，可以工作到5K，在这种显微镜中，我们研究光与强相互作用电子的相互作用
这种技术被证明对TBG的电子性质非常敏感，并且有可能指向超导和磁现象的物理机制
"
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