本文提出了用于磁角双层石墨烯的维格纳晶体。在图A中，观察这种晶格结构的标准在实验上不被满足，当单个电子占据一个莫尔电池时，会导致金属迁移。图B和图C显示了绝缘状态，解释了2或3个电子在莫尔电池中的实验观察。
图片来源:菲利普·菲利普斯，伊利诺伊大学香槟分校
最近,一组科学家由Pablo Jarillo-Herrero在麻省理工学院(MIT)创造了巨大轰动凝聚态物理领域的时显示两张石墨烯扭曲在特定角度——被称为“魔角”石墨烯——显示两个紧急阶段观察到的不是单一的石墨烯。石墨烯是由碳原子组成的蜂窝状晶格，本质上是一层只有一个原子那么厚的石墨层。
在2018年3月在线发表的两篇文章中，以及发表在2018年4月5日的《自然》杂志上的两篇文章中，研究小组报告称，扭曲的双层石墨烯(tBLG)呈现出一种非传统的超导阶段，类似于高温超导cuprates。这个阶段是通过掺杂(向绝缘状态注入电子)获得的，麻省理工学院的研究小组将其解释为Mott绝缘的一个例子。UCSB和哥伦比亚大学的一个科学家联合小组重现了麻省理工学院令人瞩目的成果。这一发现有望最终开发出室温超导体和许多其他同样具有突破性的应用。
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(University of Illinois at Urbana-Champaign)的研究人员最近发现，麻省理工学院研究小组报告的绝缘行为被错误地归因于。Philip Phillips教授是著名的Mott绝缘体物理学专家，他说，他的团队对麻省理工学院实验数据进行了仔细的回顾，发现“魔法角”石墨烯的绝缘行为不是Mott绝缘体，而是一种更深奥的东西——Wigner晶体。
菲利普斯说:“自从上世纪30年代威格纳第一次预言威格纳晶体以来，人们一直在寻找清晰的例子。”“我认为这比莫特绝缘体更令人兴奋。”
I的研究的主要作者，研究生Bikash Padhi解释说:“当一张石墨烯在另一张上面扭曲时，由于蜂窝结构的偏移，云纹图案出现了。通过人为地向这些薄片注入电子，麻省理工学院的研究小组获得了新的物质相，这可以通过研究云纹图案床上的这些额外电子来理解。通过增加电子密度，麻省理工学院的研究小组观察到当2和3个电子驻留在云纹单元单元时的绝缘状态。他们认为这种行为是莫特物理学的一个例子。
为什么不是莫特物理学呢?
菲利普斯解释说:“莫特绝缘体是一种材料，如果不考虑电子间的相互作用，它应该是导电的，但一旦考虑到这一点，它就会绝缘了。”我们怀疑tBLG不会形成Mott绝缘子的主要原因有两个——所观察到的金属-绝缘子跃迁只提供了一个特征能量尺度，而传统的Mott绝缘子是由两个尺度描述的。接下来，在麻省理工学院的报告中，与人们对Mott系统的预期相反，当单位电池只有1个电子时，没有绝缘体。从根本上说，这与斑点不符。
附图显示了解释这些数据的晶体状态。
什么是维格纳晶体?
为了理解维格纳晶体，帕迪做了一个类比:“想象一群人在一个大球体里，在一个封闭的房间里跑来跑去。如果这个球体很小，它们可以自由移动，但随着它变大，一个球体可能会比以前更频繁地碰撞，最终可能会有一个点，所有的球体都会卡在各自的位置上，因为任何微小的移动都会被下一个人立即阻止。这就是晶体的本质。这里的人是电子，球体是它们排斥的一种度量。
菲利普斯认为，帕迪为这项研究提供了动力。
这些研究结果发表在《纳米快报》(Nano Letters)杂志上，发表于2018年9月5日的文章《魔法角附近掺杂扭曲双层石墨烯:接近Wigner结晶而非Mott绝缘体》(Nano Letters: Doped Twisted Bilayer Graphene near Magic angle: Proximity to Wigner zation not Mott Insulation》。
这项研究由能源资助的能源前沿研究中心的紧急超导中心和国家科学基金会资助。提出的结论是研究人员得出的，不一定是资助机构得出的。
——文章发布于2018年9月24日
