自从扭曲双层魔角石墨烯(MATBG，magic-angle twisted bilayer graphene)的超导态和绝缘态面世以来，MATBG中的电子相互作用就成了吸引世人的一个谜。

随着掺杂浓度的变化，MATBG的输运性质也会随之改变。其变化规律类似于具有高转变温度的铜氧化物及其他超导体。这表明MATBG很有可能属于高度关联体系。但目前还没有实验证据能直接证明MATBG中的多体强关联。

近日，美国普林斯顿大学Ali Yazdani（通讯作者）和Yonglong Xie （第一作者）等用高分辨扫描隧道显微镜（STM）得到了MATBG中多体强关联的实验证据，并以载流子密度的函数这一形式呈现。

MATBG显示出不寻常的显微学特征。这一现象可归因于不同掺杂水平下的电子-电子相互作用。在调节掺杂水平的过程中，MATBG表现出超导特征。

以往，研究人员往往用平均场理论解释MATBG中的电子-电子相互作用。但该工作发现，STM测得的实验证据并不能用平均场理论来解释。

平均场理论在诸如铜氧化物的强关联超导体中失效。这激励着人们研究并改进原有的强关联Hubbard模型。

研究发现，基于Hubbard模型团簇计算，能得到与实验现象一致的模拟结果。这源自MATBG关联电子态几乎完全局域的特性。

这项工作表明研究多体关联对深入理解MATBG的输运性质具有重大意义。

该工作以“Spectroscopic signatures of many-bodycorrelations in magic-angle twisted bilayer graphene”为标题于2019年7月31日在线发表于国际顶刊Nature上。