Emergent fractals in hBN-encapsulated graphene based supermoiré structures and their experimental signatures
本研究证明hBN封装石墨烯基超莫尔结构在特定条件下可形成涌现分形,并利用有效哈密顿量计算低能能带数,提出通过ARPES和STM实验验证并提取分形维数的方法。
2025-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Emergent Symmetry and Valley Chern Insulator in Twisted Double-Bilayer Graphene
本研究结合理论计算与实验,观测到转角双双层石墨烯在横向电场下的谷陈数2态及霍夫施塔特能谱的能隙闭合现象,证实相互作用能不改变其涌现谷对称性与单粒子能带拓扑。
2024-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Chern number reversal and emergent superconductivity in rhombohedral graphene induced by in-plane magnetic fields
Tsinghua University(清华大学);Peking University(北京大学);National Institute for Materials Science(物质材料研究机构);Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室)
研究揭示了平面磁场在罗多形石墨烯中诱导的量子反常霍尔效应与三种非传统超导相的相互作用,展示了平面磁场作为工程新量子设备的有力控制手段。
2026-04-30 cond-mat.str-el
Emergent $\text{D}_6$ symmetry in fully-relaxed magic-angle twisted bilayer graphene
我们提出了一个紧束缚计算的扭曲双层石墨烯在魔角$θ\sim 1.08^\circ$,允许充分,在平面和平面外,原子位置的松弛。得到的能带结构通常显示在中性点周围的四个窄的迷你带,在晶格弛豫之后与所有其他带很好地分离。一个彻底的分析的迷你带布洛赫函数揭示了一个紧急的$D_6$对称性,尽管缺乏任何明显的点群对称性的放松晶格。在$Γ$点的布洛赫函数是成对退化的,反映了所谓的谷退化。此外,它们中的每一个在C $_{3z}$下是不变的,即,类似于"突现" $D_6$群的一维平面内对称不可约表示的变换。在平面外,下面的二重态在C $_{2x}$下是偶态,而上面的二重态是奇态,这意味着对于两个超晶胞亚晶格AB和BA中的每一个,至少有八个Wannier轨道,两个类$s$和两个类$p_z$是必要的,可能不足以描述四个迷你带。这种意想不到的单电子复杂性可能在这个系统的金属-绝缘体-超导体现象中发挥重要作用。
2018-10-23 cond-mat.str-el
Spin-triplet superconductivity from inter-valley Goldstone modes in magic-angle graphene
我们认为魔角石墨烯在掺杂制度周围的电荷中性和研究最近提出的谷间相干绝缘体在零掺杂和相邻的超导圆顶之间的连接。魔角石墨烯连续体模型具有U(1)谷电荷守恒对称性,以及对应于两个谷中相反自旋旋转的SU(2)对称性。谷间相干绝缘体自发地打破了这两种涌现对称性,因此具有四个耦合到掺杂的载流子的Goldstone模式。我们推导了由Goldstone模介导的有效相互作用,并研究了它在电子对形成中的作用。SU(2)Goldstone模产生铁磁相互作用,在自旋三重态配对通道中是吸引的,在自旋单重态配对通道中是排斥的。从弱耦合BCS计算中,我们发现在p-波通道中的主导超导不稳定性。
2023-01-11 cond-mat.str-el
Emergent phases in graphene flat bands
本文综述了石墨烯莫尔超晶格中由电子关联驱动的涌现相研究进展,涵盖魔角扭曲双层石墨烯及多层堆叠体系中的关联绝缘体、超导、轨道铁磁等丰富相图,并展望了未来探索方向。
2023-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Contrasting twisted bilayer graphene and transition metal dichalcogenides for fractional Chern insulators: an emergent gauge picture
本文通过涌现规范场图像对比扭曲MoTe2与魔角TBG,揭示二者分别对应抛物线空穴耦合单一规范场与狄拉克费米子耦合相反规范场,从而解释零场FCI仅在MoTe2中稳定,并据此探讨稳定FCI的策略。
2024-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Emergent Multi-flavor QED3 at the Plateau Transition between Fractional Chern Insulators: Applications to graphene heterostructures
最近在石墨烯异质结构中的实验已经观察到陈绝缘体-通过周期性衬底电势使整数和分数量子霍尔态成为可能。在这里,我们从理论上研究了不同的陈绝缘体之间的竞争,这可以通过周期势的振幅调谐,导致一个新的QED $_3$ -陈-西蒙斯理论描述的量子临界点的家庭。在这些临界点上,狄拉克费米子的$N_f$类通过陈-西蒙斯水平$K$的涌现U $(1)$规范理论相互作用,并且值得注意的是,整个家族(包括任何$N_f$或$K$)可以在外部磁场的特定值下实现。粒子-空穴共轭Jain态之间的跃迁实现了“纯”QED $_3$,其中多种口味的狄拉克费米子与Maxwell U $(1)$规范场相互作用。临界点的多味性质导致涌现的SU $(N_f)$对称性。具体而言,在从$ν=$ 1/3到2/3量子霍尔态的跃迁处,出现的SU(3)对称性预测了具有增强的双折射率的电荷密度波的八位组,这通过适用于石墨烯异质结构的微观模型的DMRG数值模拟来验证。我们提出了陈氏绝缘体的实验,可以解决2+1维共形场论研究中的开放问题,并测试最近的对偶启发的示意图。
2018-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Band Structure of Twisted Bilayer Graphene: Emergent Symmetries, Commensurate Approximants and Wannier Obstructions
双层石墨烯在小扭转角下的能带结构的一个显著特征是在中性附近出现孤立带,其带宽在某些魔角(如,$θ\sim 1.05^\circ$)。在这一领域,相关绝缘态和超导电性已被实验观察到。对这些现象的微观描述需要对能带结构的普遍方面的理解,我们在这里讨论。首先,我们指出了涌现对称性的重要性,例如谷守恒,它们在小扭转角的限制下是极好的对称性,并决定了能带结构的定性特征。在讨论能带结构的相称近似时,有时会忽略这些,我们也在这里回顾,并巩固它们与包含所有涌现对称性的连续统理论的联系。最后,我们讨论的障碍,写下来的紧束缚模型的孤立的频带,特别是一个新的对称性为基础的诊断这些障碍,以及关系带拓扑结构和解决障碍的策略。特别地,我们构建了一个四带模型,其中两个较低的孤立带实现了扭曲双层石墨烯的单谷近平坦带的所有已识别的Wannier障碍。
2018-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Emergent physics: Fermi point scenario
突现引力的费米点方案具有以下结果:引力与费米子和玻色子物质一起出现;突现费米子物质由无质量的外尔费米子组成;突现玻色子物质由规范场组成;洛伦兹对称性在普朗克能量以上保持;时空是自然四维的;宇宙是自然平坦的;宇宙学常数自然很小或为零;基础物理学是以离散对称性为基础的;“量子引力”不能通过爱因斯坦方程的量子化获得;量子力学和引力之间没有矛盾;等等。
2008-01-31 cond-mat.str-el gr-qc hep-ph
Emergent correlated phases in rhombohedral trilayer graphene induced by proximity spin-orbit and exchange coupling
该研究结合从头算拟合模型与无规相近似,揭示自旋轨道和交换邻近耦合如何在菱方三层石墨烯中诱导自旋-谷相干及磁取向敏感的丰富关联相。
2023-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum anomalous Hall effects and emergent $\rm{SU}(2)$ Hall ferromagnets at fractional filling of helical trilayer graphene
本研究针对螺旋三层石墨烯高陈数能带的关联拓扑态问题,通过精确对角化预测了分数填充下的新型量子霍尔物相,揭示了非平带中的涌现$\rm{SU}(2)$霍尔铁磁性并确定了实验实现的最优填充区间。
2025-07-15 cond-mat.str-el
Emergent heavy fermion and superconductivity near Mott transition in twisted bilayer graphene
Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学)
该研究提出转角双层石墨烯整数填充下的涌现重费米子统一框架,揭示其莫特转变的近藤屏蔽本质及反洪特耦合诱导的超导穹顶等现象。
2026-08-13 cond-mat.str-el
Model for Metal-Insulator Transition in Graphene Superlattices and Beyond
我们提出了一个双轨道的哈伯德模型在一个新兴的蜂窝晶格来描述扭曲双层石墨烯的低能物理。我们的模型为研究最近观察到的金属-绝缘体相变、朗道能级简并提升和非常规超导提供了理论基础。
2018-07-27 cond-mat.str-el
Spacetime-emergent ring toward tabletop quantum gravity experiments
我们提出了一种在桌面实验中发现时空突现材料的方法,即在AdS/CFT对应下与高维量子引力系统全息对偶的材料。全息时空的出现是由材料响应函数的数学成像变换所证实的。我们认为理论上的1维环形材料,并计算响应的标量源本地放在一个点上的环。当物质理论具有引力对偶时,低温阶段的成像表现出与普通物质的明显不同:时空出射物质可以观察全息出射的高维弯曲时空,并提供一个像,好像波在那里传播。因此,图像是时空出现的实验签名。我们还估计温度,环的大小和源频率可用于实验中,与一个例子的量子临界材料,TlCuCl $_3$。
2022-12-13 cond-mat.str-el hep-th
Emergent Gravity at a Lifshitz Point from a Bose Liquid on the Lattice
我们提出了一个面心立方晶格上的量子玻色子模型,该模型在低能下具有稳定的代数玻色液相。在3+1维空间中,我们证明了在高斯z = 3的Lifshitz不动点上,这个相位是由突现的量子引力描述的.引力子的规范对称性和低能场论的自对偶性保证了这种代数玻色液相的稳定性。通过调整格子玻色子模型中的一个参数,我们可以驱动z = 3的Lifshitz引力和另一个代数玻色液相之间的相变,由z = 2的Lifshitz点的引力描述。
2010-03-01 cond-mat.str-el gr-qc hep-th
Emergent-gravity Hall effect from quantum geometry
Institute of Science Tokyo(东京科学大学)
提出由量子几何产生的有效引力场驱动的霍尔效应,识别四种机制并建立统一半经典理论框架,通过模型计算展示效应。
2026-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.str-el
Magnetic-impurity resonance states for different pairing symmetries in twisted bilayer graphene
在本工作中,我们研究了不同对称性的扭曲双层石墨烯超导相的磁杂质共振态。利用Yuan和Fu在[Phys. Rev. B 98,045103(2018)]中提出的双轨道模型,我们发现当杂质位于出射蜂窝晶格的一个位置时,共振态的空间分布将打破$D_3$群的三重和二重旋转对称性,而这些对称性属于该点群的不可约表示。当磁性杂质位于出射蜂窝晶格的中心时,在靠近杂质的位置出现共振峰可以被认为是非$s$波配对的有力证据。
2018-09-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Particle-Hole Duality, Emergent Fermi Liquids and Fractional Chern Insulators in Moiré Flatbands
莫尔条纹平带,例如,在扭曲的双层石墨烯在魔角,已经吸引了足够的兴趣,由于他们的高度的实验可调性和有趣的可能性,产生新的强相互作用相。在这里,我们认为分数填充自旋和谷极化莫尔平带内的库仑相互作用的核心问题,并证明了在孔,获得一个非平凡的孔分散的对偶描述,提供了关键的物理直观,并使使用标准的微扰技术,这个强相关的问题。在实验相关的示例中,例如ABC堆叠的三层和与氮化硼对齐的扭曲双层石墨烯,其导致在电子填充分数分别下降到大约$1/3$和$2/3$时出现相互作用驱动的费米液态。在甚至更低的填充分数,电子密度仍然忠实地跟踪单孔色散,同时表现出明显的非费米液体行为。最突出的是,我们提供了微观证据,高温分数陈绝缘体可以形成在扭曲的双层石墨烯与六方氮化硼对齐。
2020-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Emergent frustrated magnetism in strain-patterned graphene
National Cheng Kung University(国立成功大学);University of Wisconsin-Madison(威斯康星大学麦迪逊分校);University of Antwerp(安特卫普大学)
本研究通过光刻应变工程在石墨烯中产生赝磁场超晶格,实现关联电子系统,观察到阻挫磁性及输运异常,为范德华材料中平带和量子态调控提供可扩展途径。
2026-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Real-space Visualization of Emergent Electron Crystals in Rhombohedral Graphene
Cornell University(康奈尔大学);National Institute for Materials Science(国立材料研究所)
利用扫描隧道显微镜在菱方六层石墨烯中直接观测到从蜂窝到斜方的电子晶体相变,揭示金属性电子晶体及与轨道磁性交织的异常霍尔晶体,确立电子结晶新范式。
2026-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Competing Orders Driven by Wigner Crystal Phase in Rhombohedral Graphene
Institute of Physics, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne(洛桑联邦理工学院物理研究所);SPEC, CEA, CNRS, Université Paris-Saclay(法国原子能和替代能源委员会、国家科学研究中心、萨克雷大学SPEC实验室);Department of Physics, Florida State University(佛罗里达州立大学物理系);National High Magnetic Field Laboratory(国家高磁场实验室);FSU Quantum Initiative, Florida State University(佛罗里达州立大学FSU量子倡议项目);Research Center for Functional Materials, National Institute for Materials Science(日本物质材料研究机构功能材料研究中心)
研究菱面体石墨烯系统,发现其在特定条件下有维格纳晶体相等丰富电子相,在面外磁场下存在竞争态,这些新兴相紧密相连且在相界连续演化,揭示了WC相在相图中的重要作用及与其他相的联系。
2026-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Emergent Gravity requires (kinematic) non-locality
这项工作完善的参数禁止非线性动力学引力出现在低能量有效描述的场论与当地的运动学,即使是那些与瞬时长程相互作用。具体地说,我们注意到,引力理论与能量的普遍耦合-一个内在的非线性现象-的特点是哈密顿壳上的纯边界项。为了使这成为具有局部运动学的场论的低能有效描述,所有的体动力学必须被冻结,因此与构造无关。这个结果适用于定义在晶格或连续统中的理论,并且既不需要洛伦兹不变性,也不需要散射不变性。
2014-09-08 cond-mat.str-el gr-qc hep-th