Electronic correlations in epitaxial graphene: Mott states proximitized to a relativistic electron gas
本研究通过在SiC(0001)上的石墨烯缓冲层间插入Sn实现邻近耦合，探索了关联二维电子气体与Dirac金属的耦合，成功在界面稳定了表现出Mott-Hubbard能带的Sn-$\sqrt{3}$超晶格结构，并发现了依赖杂化强度与掺杂水平的费米能级附近准粒子峰。
2024-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ferromagnetic Mott State in Twisted Graphene Bilayers at the Magic Angle
我们解决了有效的紧束缚哈密顿描述绝缘莫特态的扭曲石墨烯双层在一个魔角。在这种结构中，扭曲的双层形成了一个蜂窝状的局域态超晶格，其特征是出现了具有四重简并度的平带。在计算了超晶格的最大局域Wannier波函数后，我们导出了描述Mott态的有效自旋模型。我们认为，该系统是一个异国情调的铁磁莫特绝缘体，具有明确的实验签名。
2018-12-10 cond-mat.str-el
The Mott-semiconducting state in the magic angle bilayer graphene
采用非微扰理论方法，研究了魔角下双层石墨烯中的强关联问题。我们集中在没有对称性破缺的解决方案，传统的莫特绝缘状态预计所有整数填充。在对应于介电常数$\varepsilon\approx 5$和几个整数填充的库仑排斥下，我们发现一个Mott半导体态，它同时拥有Mott态，并且在Mott间隙内，第二个小得多的半导体间隙。位于$Γ$点的这些Mott-ingap态的存在使得Mott态强烈地依赖于温度，并且在升高的温度下导致坏金属相。该系统在电荷中性点和远离电荷中性点的均匀填充物处是绝缘的。
2019-01-28 cond-mat.str-el
Quantum Mott Transition and Multi-Furcating Criticality
提出了莫特转变的唯象理论。当Mott跃迁的临界温度远高于量子简并温度时，该跃迁本质上可用Ising普适类描述。低于临界温度，发生相分离或一级转变。然而，如果临界点是在费米简并区，一个边际量子临界点出现在零温度。最初单一的Mott临界点通过由发散电荷磁化率或双极化子磁化率表征的Mott临界引起的各种费米表面不稳定性产生随后的许多不稳定的不动点。这发生在边缘量子临界区。电荷、磁和超导不稳定性在这些临界电荷波动下激烈竞争。量子Mott跃迁触发了多分叉临界性，这超越了量子相变中的传统多临界性概念。在量子Mott跃迁附近，临界性一般驱动动量空间中的非均匀结构的生长，在费米表面上具有平坦色散的奇点。奇异点通过动力学指数$z=4$确定Mott跃迁的量子动力学。我们认为，许多填充控制莫特转换归类到这一类。最近的数值计算结果以及强关联系统，包括过渡金属氧化物，有机材料和$^3$ He层吸附在衬底上的实验结果进行了一致的分析，特别是在二维系统。
2004-10-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evidence of Gate-Tunable Mott Insulator in Trilayer Graphene-Boron Nitride Moiré Superlattice
莫特绝缘体在强关联物理学中起着核心作用，其中排斥库仑相互作用支配电子动能，并导致绝缘状态，其中一个电子占据每个晶胞。掺杂的莫特绝缘体通常用Hubbard模型3来描述，它可以引起其他相关的现象，如异常的磁性，甚至高温超导性。一种可调的莫特绝缘体，其中库仑相互作用和动能之间的竞争可以在原位改变，可以为莫特物理的研究提供一个宝贵的模型系统。在这里，我们报告了这种可调莫特绝缘体的ABC三层石墨烯（TLG）和六方氮化硼（hBN）异质结构与莫尔超晶格的实现。与单层石墨烯中的无质量狄拉克电子不同，原始ABC TLG中的电子具有四次能量色散和大有效质量的特征，这有利于强相关现象。TLG/hBN异质结构中的莫尔超晶格导致栅极可调谐的窄电子能带。由于石墨烯的自旋和谷简并性，每个填充的迷你带在一个莫尔晶格位点中包含4个电子。莫特绝缘体态出现在1/4和1/2填充处，分别对应于每个位置一个电子和两个电子。此外，ABC TLG/hBN异质结构中的Mott态表现出前所未有的可调谐性：Mott带隙可以通过垂直电场原位调制，同时，电子掺杂可以被栅极调谐以填充从一个Mott绝缘态到另一个Mott绝缘态的能带。我们对可调莫特绝缘体的观察为探索二维莫尔超晶格异质结构中的新型强关联现象提供了令人兴奋的机会。
2019-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Emergent Superconductivity in the weak Mott insulator phase of bilayer Graphene Moiré Superlattice
我们提出了一个唯象的理解最近发现的弱莫特绝缘体在扭曲的双层石墨烯的莫尔超晶格，特别是在低温下出现的超导弱莫特绝缘体相，即随着温度降低，纵向电阻率首先增长低于温度$T_m$，但随后迅速下降到零，甚至更低的温度$T_c$。在绝缘体阶段出现超导体是非常不寻常的。在这里，我们提出，这种现象是由于纯二维性质的双层石墨烯莫尔超晶格。我们还将我们的结果与迄今为止提出的其他理论进行了比较。
2018-05-17 cond-mat.str-el
Mott transition in the Hubbard model on anisotropic honeycomb lattice with implications for strained graphene: Gutzwiller variational study
由于高压导致的原子间距离的改变导致奇异现象，包括金属性，超导性和磁性，在正常条件下不显示这些性质的材料中观察到。在二维晶体中，例如石墨烯，通过施加面内应变，原子键长可以改变10%以上，即，而不会在本体中产生高压。本文利用Gutzwiller波函数（GWF）和Gutzwiller近似（GA）的不同变形，研究了蜂窝晶格上应变诱导的Mott相变，得到了电子临界哈伯德排斥（$U$）的上、下界.对于扶手椅方向的单轴应变的带隙是不存在的，和电子相关性起主导作用。预测临界Hubbard $U$的显著降低。模型的考虑映射到单层石墨烯的紧束缚哈密顿由辅助苏-Schrieffer-Heeger模型的声学声子，假设在垂直于所施加的应变的方向上的应力为零。我们的研究结果表明，石墨烯，虽然停留在半金属相，即使在极高的单轴应变，可能会显示出可测量的签名的电子相关性，如带变窄和双占位减少。
2023-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Emergence of Topological Electron Crystals in Bilayer Graphene--Mott Insulator Heterostructures
The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Nanjing University（南京大学）
研究通过双层石墨烯与莫特绝缘体异质结构中层间库仑吸引力与拓扑 miniband 物理的相互作用，预测出拓扑电子晶体，揭示了非平凡晶体序的形成机制。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Mott insulating state and $d+id$ superconductivity in an ABC graphene trilayer
受最近实验报道的ABC石墨烯三层超晶格中的可调Mott绝缘态和超导性的影响，我们研究了三层蜂窝晶格上哈伯德模型中的电荷压缩性、自旋关联和超导不稳定性.结果表明，在半填充状态下，在临界$U_c$之外出现反铁磁有序的莫特绝缘体，电子关联驱动$d+id$超导配对在宽掺杂区中占主导地位.具有$d+id$配对对称性的有效配对相互作用随在位相互作用的增加而增强，随层间耦合强度的增加而减弱。我们密集的数值结果表明，ABC石墨烯三层中的绝缘态和超导性是由强的电关联驱动的，它可能提供一个有吸引力的系统来探索丰富的关联行为。
2021-07-08 cond-mat.str-el
Mott correlations in ABC graphene trilayer aligned with hBN
在一些石墨烯异质结构中发现的相关相的性质正在争论中。我们使用动力学平均场论（DMFT）来分析接近于半填充的局部相关性对这样的系统之一的影响，ABC三层石墨烯与六方氮化硼（ABC/hBN）对齐，其呈现出莫尔超晶格。这个系统已经显示了在莫尔晶格的整数填充处的绝缘相，精确地说，在足够强的库仑相互作用（U $_{\rm Mott}$）可以产生金属-绝缘体莫特转变的填充处。我们的计算表明，电子状态的强烈影响，在相互作用的幅度预计在实验中相关的一个显着的光谱重量转移。这种效应出现在比U $_{\rm Mott}$小得多的相互作用处，并且不需要对称性破缺，在高于磁转变的温度下影响电子性质，从而产生不与hBN对准的不存在的异常温度和掺杂依赖性。接近莫特转变，我们发现，现场相互作用促进反铁磁（AF）状态，可能打破C $_3$对称性，这将与铁磁性所产生的相互作用，以确定基态。
2022-02-28 cond-mat.str-el
Realization of Topological Mott Insulator in a Twisted Bilayer Graphene Lattice Model
魔角扭曲双层石墨烯最近成为一个蓬勃发展的材料平台，实现相关电子现象发生在其拓扑平坦带。几种数值和分析方法已被应用于理解其中的关联相，揭示了与量子霍尔物理学的一些相似之处。在这项工作中，我们提供了一个莫特哈伯德的TBG系统的角度来看。在只包含投影库仑相互作用的晶格模型上利用大尺度密度矩阵重整化群，我们发现了绝缘条纹相和量子反常Hall态之间的一阶量子相变，其陈数为$\pm 1$ .我们的结果不仅揭示了在四分之三填充时发现的量子反常霍尔态的机制，而且提供了拓扑莫特绝缘体的一个例子，即，强耦合极限下的量子反常霍尔态。
2021-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ancilla theory of twisted bilayer graphene I: topological Mott localization and pseudogap metal in twisted bilayer graphene
本研究提出转角双层石墨烯的拓扑莫特局域化辅助粒子理论，通过物理电子与辅助费米子的类激子杂化解释莫特能隙，揭示不同填充下的关联绝缘态、莫特半金属及赝能隙金属等行为，为拓扑能带莫特物理提供统一动量空间描述。
2025-05-19 cond-mat.str-el
Onset of charge incompressibility and Mott gaps in the Honeycomb-Lattice SU(4) Hubbard Model: Lessons for Twisted Bilayer Graphene systems
本文采用有限温度强耦合展开方法计算了蜂窝格点SU（4）哈伯德模型的热力学性质。我们目前的各种性质，包括化学势，压缩性，熵和比热作为温度和密度的函数在几个$U/t$值的数值结果。我们研究的发病电荷不可压缩性和莫特间隙的温度降低在整数密度。在不可压缩Mott区域，将其转化为SU（4）对称性下广义自旋模型的高温展开式，并利用高温展开式研究了t/U中强耦合展开式的收敛性.我们讨论的经验教训，可以从一个简单的哈伯德模型关于扭曲双层石墨烯（TBG）和其他魔角平带系统的高温性能。
2022-03-27 cond-mat.str-el
Inter-valley spiral order in the Mott insulating state of a heterostructure of trilayer graphene-boron nitride
最近的实验表明，ABC堆叠的三层石墨烯-氮化硼莫尔超晶格在半填充时是莫特绝缘体。基于对称性分析和有效能带结构计算，我们提出了一个考虑库仑作用的谷对比手征紧束缚模型来描述这种莫尔超晶格系统。通过匹配低能有效带中van Hove点的位置，确定了$π/2$周围的每个三角形的谷对比交错通量。当价带半满时，费米面完全嵌套在两个谷之间。这种效应可以诱导谷间螺旋有序，在电荷激发中具有间隙，表明在三层石墨烯-氮化硼莫尔超晶格中观察到的Mott绝缘行为主要来自谷间散射。
2018-07-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Real-Space Switching of Local Moments Driven by Quantum Geometry in Correlated Graphene Heterostructures
Universität Würzburg（维尔茨堡大学）；Würzburg-Dresden Cluster of Excellence ct.qmat（维尔茨堡-德累斯顿卓越集群 ct.qmat）；I. Institute of Theoretical Physics, Universität Hamburg（汉堡大学第一理论物理研究所）；The Hamburg Centre for Ultrafast Imaging（汉堡超快成像中心）；Department of Physics and Astronomy, Stony Brook University（石溪大学物理与天文学系）；Center for Computational Quantum Physics, Flatiron Institute（平顿研究所计算量子物理中心）
研究通过量子几何控制在相关异质结构中实现局部矩的实空间切换，揭示了石墨烯功能化对电子关联平台的影响。
2026-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Mott Electrons in an Artificial Graphenelike Crystal of Rare-Earth Nickelate
对组成原子的周期性几何排列的确定性控制是材料性质的支柱，其与相互作用一起定义电子和磁性基态。根据这一概念，一个双层的原型稀土镍酸盐，NdNiO $_3$，结合一个介电间隔，LaAlO $_3$，已分层沿伪立方[111]方向。得到的具有磁性3 $d$电子的人造石墨烯样Mott晶体具有反铁磁关联。此外，共振X射线线性二色性测量和\textit{ab-initio}计算的组合揭示了有序的轨道图案的存在下，这是无法实现的无论是散装镍酸盐或镍酸盐基异质结构沿[001]方向生长。这些发现突出了另一个有前途的场地设计新的量子多体状态凭借几何工程。
2016-02-09 cond-mat.str-el
Spin Versus Charge Density Wave Order in Graphene-like Systems
采用变分法研究了石墨烯中强的在位和近邻相互作用引起的亚晶格对称性破缺。当相互作用强到足以破坏亚晶格对称性，并且具有石墨烯的相对强度特征时，电荷密度波莫特绝缘体优于自旋密度波凝聚体。在自旋密度波凝聚体中，我们发现，引入交错的在位能量（准粒子质量）导致准粒子自旋态的费米速度和质量隙分裂。
2012-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Local Kekulé distortion turns twisted bilayer graphene into topological Mott insulators and superconductors
该研究通过库仑排斥与局域Kekulé畸变声子模式的协同作用，解释了魔角扭转双层石墨烯的相图，提出静态畸变产生陈数绝缘体，动态共振导致手性d波超导。
2022-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Bridging Hubbard Model Physics and Quantum Hall Physics in Trilayer Graphene/h-BN moiré superlattice
由ABC堆叠的三层石墨烯与六方氮化硼衬底（TG/h-BN）对准形成的莫尔超晶格提供了一个有趣的系统，其中带宽和拓扑结构都可以通过施加的垂直电场$D$来调谐。因此，TG/h-BN系统可以在一个样品内模拟哈伯德模型物理和近平坦的陈氏带物理。我们分别通过明确的Wannier轨道构造和库仑相互作用的映射推导出$D$（控制能带拓扑）的两个符号的晶格模型。当能带是拓扑平凡的，我们讨论了可能的候选人莫特绝缘体在整数数量的孔每个网站（标记为$ν_T$）。这些包括对称性破缺态和量子自旋液体绝缘体，它们在莫特跃迁附近可能特别有利。我们提出了可行的实验来仔细研究带宽调谐和掺杂调谐莫特金属-绝缘体转变在$ν_T=1$和$ν_T=2$。我们讨论了实验探测费米液体金属和量子自旋液体绝缘体之间的带宽（或掺杂）控制的连续莫特跃迁的有趣的可能性。最后，我们还表明，该系统有一个大的谷塞曼耦合到一个小的面外磁场，它可以用来控制谷自由度。
2018-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Charge order and Mott insulating ground states in small-angle twisted bilayer graphene
在这项工作中，我们确定了小角度扭曲的双层石墨烯的电子顺序的状态。基态被确定为弱耦合和强耦合，这是不同的距离的扭转角从它的魔值的代表。在弱耦合区，电荷密度波出现，打破平移和$C_{3}$ -旋转对称性。在强耦合制度，我们发现所有相称的莫尔带填充旋转和平移对称性破缺莫特绝缘态。根据当地占领的超晶格网站托管多达四个电子，全球自旋（铁磁）和谷对称性也被打破，这可能会导致减少朗道能级简并在实验中观察到的相称带填充。这些特定的电子订单的形成可以追溯到连接所有本地化的状态属于一个由AB-和BA-堆叠的超晶格区域形成的六边形的特征非本地相互作用的重要作用。
2020-05-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Collective excitations and the nature of Mott transition in undoped gapped graphene
在短程相互作用下，大质量狄拉克费米子的粒子-空穴连续谱（PHC）为在未掺杂系统中形成两个集体分裂态提供了前所未有的机会，一个在单重态，另一个在三重态（自旋1）通道中.两个极点的能量接近，并且通过能隙参数$Δ$量级的能量标度与自由粒子-空穴激发的连续谱分离。它们都以两种不同的速度线性分散，这让人想起Luttinger液体中的自旋-电荷分离。当Hubbard相互作用的强度大于某一临界值时，单重态激发的速度变为零，系统成为莫特绝缘体.超过这个临界点，低能量部分留下线性分散的三重态模式--这是莫特绝缘体的特征。在莫特临界时，三重态模的速度是狄拉克费米子速度的两倍。$U$和$Δ$空间中的相变线与更复杂的动力学平均场论（DMFT）计算定性一致。
2012-02-29 cond-mat.str-el
The nature of correlations in the insulating states of twisted bilayer graphene
最近在扭曲双层石墨烯中观察到的超导性来自绝缘状态，被认为是由电子相关引起的。虽然有许多建议来解释绝缘行为，但这些状态出现时的绝缘性表明它们是莫特绝缘体。在这里，我们专注于绝缘状态与$\pm 2$电子或空穴相对于电荷中性点。我们表明，莫特绝缘状态的理论预期是不兼容的实验观察到的温度和磁场的依赖关系，如果经常假设，只有在同一网站上的电子之间的相关性。我们认为，在治疗的哈伯德模型的非本地（网站间）的相关性的列入可以带来的预测与实验一致的莫特过渡的磁和温度的依赖关系，并有后果的关键相互作用，间隙的大小，和可能的赝能隙物理。站点间的相关性来解释实验观察的重要性表明，所观察到的绝缘间隙是不是一个之间的哈伯德带和反铁磁类相关性在莫特过渡中发挥了关键作用。
2020-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum Monte Carlo sign bounds, topological Mott insulator and thermodynamic transitions in twisted bilayer graphene model
该研究通过量子蒙特卡洛模拟证明魔角扭曲双层石墨烯在特定整数填充下符号问题可控，并揭示了手性极限下ν=1时金属态到拓扑莫特绝缘体的热力学转变，与实验定性一致。
2022-10-21 cond-mat.str-el
Exciton Proliferation and Fate of the Topological Mott Insulator in a Twisted Bilayer Graphene Lattice Model
在强耦合极限下，在3/4填充的扭曲双层石墨烯（TBG）实空间有效模型中发现了具有自发时间反演对称性破缺和非零Chern数的拓扑莫特绝缘体（TMI）.然而，这种TMI状态的有限温度特性仍然是虚幻的。在本工作中，我们采用最先进的热张量网络和微扰场论方法，得到了有限$T$相图和TBG模型的动力学性质。相图包括在低$T$的量子反常霍尔和电荷密度波相位，以及将它们与高$T$对称相位分离的伊辛跃迁。由于激子-粒子空穴束缚态-的扩散，跃迁发生在比平均场估计显著降低的温度下。激子相伴随着独特的实验签名，如电荷压缩和光电导接近过渡。我们的工作解释了扩散激子的多电子态拓扑结构的涂抹，并打开了途径，在TBG和其他量子莫尔系统的有限温度状态的控制多体调查。
2022-05-25 cond-mat.str-el
Origin of Mott insulating behavior and superconductivity in twisted bilayer graphene
最近一个引人注目的实验观察到，当电子部分填充一个几乎平坦的迷你带时，扭曲的双层石墨烯中出现了莫特绝缘体和近似的超导体相，这个迷你带产生了一个“神奇”的扭曲角。然而，莫特绝缘体的性质，超导电性的起源和有效的低能模型仍有待确定。我们提出了一种具有谷间相干性的莫特绝缘体，它自发地破坏了U（1）谷对称性，并描述了一种机制，该机制选择了这种顺序，而不是亨兹耦合所青睐的竞争磁有序态。我们还确定了对称性相关的功能的近平带，是理解强相关物理和约束任何紧束缚描述的关键。首先，尽管电荷密度集中在莫尔$\text{é }$图案的三角形晶格位点上，但是紧束缚模型的Wannier态必须集中在形成蜂窝晶格的不同位点上。接下来，空间定位电子从几乎平坦的带必然打破谷和其他对称性内的任何平均场处理，这是一个谷有序莫特态的暗示，也规定，额外的对称性破缺是目前消除的电子束强制带接触。紧束缚模型描述的近平坦的迷你带的推导，突出了进一步的邻居跳跃和相互作用的重要性。我们讨论的后果，这一图片的超导态掺杂的山谷有序莫特绝缘体。我们展示了实验现象学的重要特征是如何被解释的，并提出了一些未来的进一步实验。我们还描述了三层石墨烯异质结构中的关联态模型，并将其与双层情况进行对比。
2018-05-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anisotropic Quantum Spin Hall Effect, Spin-Orbital Textures and Mott Transition
我们研究了拓扑效应和莫特物理之间的相互作用，在两个维度上的石墨烯类晶格，通过紧束缚模型包含一个各向异性的自旋轨道耦合的次近邻链接和哈伯德相互作用。我们彻底分析了由此产生的阶段，即拓扑带绝缘体阶段或各向异性量子自旋霍尔阶段，直到适度的相互作用，在大的相互作用在莫特制度的Néel和螺旋阶段，以及在莫特过渡形成的自旋轨道纹理的散装。通过自旋波分析和数学论证，分析了大相互作用下的突现磁序。在弱相互作用下，通过类比凯恩-梅勒模型，系统通过Z_2拓扑不变量来描述。此外，我们描述了如何各向异性的自旋轨道耦合已经产生了一个奇异的自旋纹理的边缘。莫特转变的物理过程用U（1）从转子理论描述。考虑到规范波动周围的平均场鞍点的解决方案，我们展示了如何自旋纹理现在扩散到大块以上的莫特临界点。后者来自于自旋子在单极子插入下的响应，并且随着自旋轨道耦合变得普遍，这变得更加明显。我们讨论的影响，我们的预测薄膜的铱酸盐化合物Na 2 IrO 3和石墨烯类系统。
2013-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Excess entropy and breakdown of semiclassical description of thermoelectricity in twisted bilayer graphene close to half filling
在具有扭曲双层石墨烯（tBLG）的莫尔系统中，库仑相关效应在低扭曲角（$θ$）下的放大是范霍夫奇点（vHS）处的几乎平坦的低能电子带和发散态密度（DOS）的结果。这不仅导致超导性、莫特绝缘态和量子反常霍尔效应接近临界（或魔）角$θ= θ_{c} \approx 1.1^\circ$，而且还导致非常规的金属态，据称表现出非费米液体（NFL）激发。然而，与超导电性和相关诱导的间隙在DOS，明确的签名NFL效应在金属状态下仍然实验难以捉摸。在这里，我们报告的电阻率（$ρ$）和热电功率（$S$）在tBLG在$θ\approx 1.6^\circ$的同时测量。我们观察到一个紧急违反的半经典莫特关系的形式超过$S$接近半填充。过量的$S$（$\approx 2$ $μ$ V/K在低温$T \sim 10$ K）持续到$\approx 40$ K，并伴随着金属$T$ -线性$ρ$，其传输散射率（$τ^{-1}$）接近普朗克量级$τ^{-1} \sim k_{B}T/\hbar$。非平凡的电输运和违反莫特关系的组合提供了令人信服的证据NFL物理固有的tBLG，在小扭转角和半填充。
2020-04-26 cond-mat.mes-hall 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
Distinguishing Mott and strain-induced anisotropic semimetals in magic-angle twisted bilayer graphene using Landau level spectroscopy
National High Magnetic Field Laboratory（国家强磁场实验室）；Florida State University（佛罗里达州立大学）；Princeton University（普林斯顿大学）；Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；University of California Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊克尔巴斯基克，巴斯克科学基金会）；University of Minnesota（明尼苏达大学）
本研究针对魔角双层石墨烯的两种候选态，提出利用面外磁场结合朗道能级间隙层级区分莫特半金属与应变诱导各向异性半金属的明确判据，验证了结果的稳健性。
2026-08-24 cond-mat.str-el
Slave-rotor theory on magic-angle twisted bilayer graphene
利用从转子平均场论研究了魔角扭曲双层石墨烯中的关联电子。由于Wannier轨道的扩展，我们研究了具有自旋谷四重简并的双轨道团簇哈伯德模型，重点研究了中性点以下价带的半填充.该理论预测了多个莫特绝缘体相在分数填充不仅为整数电荷每莫尔{é}网站，它表明，远程电子跳跃高度抑制，因为多电荷激发诱导。此外，Kekul{é}价键序进行了研究，发现扩展的莫特绝缘体相占据一个有限的掺杂区域。邻近莫特绝缘体相，超导圆顶出现凭借自旋谷波动。这项工作提供了一个初步的理解和有趣的现象的相关系统，其新颖的相互作用的模型可能会产生大量的可能性，等待探索。
2020-02-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strong Correlations and d+id Superconductivity in Twisted Bilayer Graphene
我们计算了扭曲双层石墨烯在魔角附近的相图，其中平坦带的出现增强了电子-电子相互作用的影响，从而释放出强关联现象。最重要的是，当温度升高时，我们发现在最低电子带的半填充附近，d+id超导电性和Mott绝缘行为之间存在交叉。这与最近的实验是一致的。我们的结果是使用无偏多体重整化群技术结合平均场分析的有效耦合。
2018-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interaction driven metal-insulator transition in strained graphene
电子-电子相互作用是否可以驱动石墨烯在现实的实验条件下的金属到绝缘体的转变的问题得到解决。使用三种有代表性的方法来计算$π$ -石墨烯中的电子之间的有效长程库仑相互作用，并使用量子蒙特卡罗方法求解基态，我们认为，没有应变，石墨烯保持金属性，并且将衬底从SiO $_2$改变为悬浮样品几乎没有任何区别。相比之下，施加一个相当大的-但实验上现实的-均匀和各向同性的应变约$15\%$似乎是一个有前途的路线，使石墨烯成为反铁磁莫特绝缘体。
2015-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Mixed valence Mott insulator and composite excitation in twisted bilayer graphene
本工作利用拓扑重费米子模型的parton平均场理论，研究了TBG在整数填充下的非常规Mott态，发现其$f$轨道呈现混合价态并伴随复合激发，揭示了超越传统Kondo图像的新物理。
2025-06-30 cond-mat.str-el
Signatures of Gate-Tunable Superconductivity in Trilayer Graphene/Boron Nitride Moiré Superlattice
高温超导机制的理解是凝聚态物理的核心问题。通常推测，高Tc超导性产生于由哈伯德模型描述的掺杂的莫特绝缘体。然而，由于强的电子-电子关联，哈伯德模型的精确解是极其具有挑战性的。因此，实验研究一个模型Hubbard系统，其中非常规超导性可以通过改变Hubbard参数来连续调节是非常必要的。在这里，我们报告了ABC-三层石墨烯（TLG）/氮化硼（hBN）莫尔超晶格的可调超导性的签名。与“魔角”扭曲双层石墨烯不同，理论计算表明，在垂直位移场下，ABC-TLG/hBN异质结构具有与三角形超晶格上的哈伯德模型相关的孤立平坦价带。在施加这样的位移场时，我们发现实验上ABC-TLG/hBN超晶格在1/4和1/2填充时显示低于20开尔文的Mott绝缘态，分别对应于每个晶胞1个和2个空穴。进一步冷却后，超导圆顶的签名出现低于1开尔文的电子和空穴掺杂侧的1/4填充莫特状态。TLG/hBN超晶格中的电子行为敏感地依赖于电子-电子相互作用和能带带宽之间的相互作用，能带带宽可以通过位移场D连续调节。通过简单地改变D场，我们证明了从候选超导体到莫特绝缘体和金属相的转变。我们的研究表明，TLG/hBN异质结构提供了一个有吸引力的模型系统，探索丰富的相关行为出现在可调三角形哈伯德模型。
2019-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dirac points, spinons and spin liquid in twisted bilayer graphene
扭曲的双层石墨烯是高度相关系统的一个很好的例子，它展示了一个几乎平坦的电子带，莫特跃迁和可能的自旋液体状态。除了单电子图像，狄拉克点的分析进行自旋费米面在强关联的限制。本文讨论了应用规范场理论描述退禁闭自旋液相的问题。讨论了范霍夫奇异性下的拓扑量子跃迁，包括从小费米面到大费米面的拓扑量子跃迁。
2018-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strange metal behavior of the Hall angle in twisted bilayer graphene
层间扭曲角接近魔角$\approx 1.08^{\circ}$的扭曲双层石墨烯（TBG）具有平坦能带，并表现出包括Mott类绝缘体、超导性和磁性的相关态。在这里，我们报告结合温度依赖性运输测量的纵向和霍尔介电常数接近魔角TBG。虽然观察到的纵向电阻率遵循线性温度$T$依赖性与以前的报告一致，霍尔电阻显示出异常$T$依赖性与余切的霍尔角ω t $Θ{_H} \propto T^2$。准粒子输运的玻尔兹曼理论预测，电阻率和cot $Θ{_H}$应具有相同的$T$依赖性，这与观察到的行为相矛盾。准粒子理论的失败让人想起其他相关的奇怪金属，如铜酸盐。
2020-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Evidence of Mott Insulator with Thermally Induced Melting Behavior in Kagome Compound Nb3Cl8
International Center for Quantum Materials, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院量子材料国际中心）；Centre for Quantum Physics, Key Laboratory of Advanced Optoelectronic Quantum Architecture and Measurement (MOE), School of Physics, Beijing Institute of Technology（北京理工大学物理学院先进光电量子结构测量教育部重点实验室量子物理中心）；Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所凝聚态物理国家实验室）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute of Material Sciences（国立材料科学研究所电子与光学材料研究中心）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute of Material Sciences（国立材料科学研究所材料纳米构造研究中心）；School of Materials Science and Engineering, Peking University（北京大学材料科学与工程学院）；State Key Laboratory for Mesoscopic Physics, Frontiers Science Centre for Nano-optoelectronics, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院介观物理国家重点实验室纳米光电子前沿科学中心）；Collaborative Innovation Center of Quantum Matter（量子物质协同创新中心）
研究发现kagome化合物Nb3Cl8在低温下表现出莫特绝缘体特性，其能隙随温度升高而减小，显示热诱导熔化行为，为强相关物理研究提供了新平台。
2025-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonlocal Moments in the Chern Bands of Twisted Bilayer Graphene
Harvard University（哈佛大学）；University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）
本文通过构建一个结合拓扑与AA位电荷集中的最小模型，证明扭转双层石墨烯的孤立拓扑带中可产生具有幂律尾部的近解耦非局域矩，并利用小参数s的图解展开精确计算自能，预言了电荷中性点附近的“莫特半金属”态及非中性点的谱不平衡莫特间隙。
2026-05-28 cond-mat.str-el
Spin liquids in graphene
我们发现，在石墨烯中的局部相互作用允许半金属和反铁磁Mott绝缘相之间的新的自旋液体，分别与代数自旋液体和Z $_{2}$自旋液体。我们认为，代数自旋液体可以被看作是二维实现的一维自旋动力学，反铁磁相关显示完全相同的幂律依赖的价键相关。Z $_{2}$自旋液体的性质证明是$d + i d'$单线态配对，但保留了时间反演对称性，在一个谷中取$d + i d'$，在另一个谷中取$d - i d'$。我们提出量子化的热谷霍尔效应作为这种带隙自旋液态的一个基本特征。半金属、代数自旋液体和Z $_{2}$自旋液体之间的量子相变被证明是连续的，而从Z $_{2}$自旋液体到反铁磁莫特绝缘体的相变被证明是一阶的。我们强调，代数自旋液体和$d \pm id'$ Z $_{2}$自旋液体都可以通过量子蒙特卡罗模拟得到验证，显示了代数自旋液体中增强的对称性和Z $_{2}$自旋液体中量子化的热谷霍尔效应.
2011-01-24 cond-mat.str-el
Anomalous growth of thermoelectric power in gapped graphene
存在实验表明，在某些条件下，例如适当的衬底，可以在石墨烯的准粒子谱的狄拉克点处打开10 meV量级的能隙。我们证明，这样的间隙的开口可以导致在外观的指纹凸起的塞贝克信号时，化学势接近间隙边缘。凸块的大小可以比石墨烯中发生的热电势的已经很大的值高一个数量级。这种巨大的效应，伴随着对化学势的非单调依赖，是与准粒子散射的杂质与弛豫时间强烈依赖于能量的新通道的出现。我们分析了在这样的系统中的电导率和热电势的行为，占准粒子散射的杂质与模型势在自洽方案。再现现有的结果的情况下，无间隙的石墨烯，我们证明了失败的简单莫特公式在考虑的情况下。
2012-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Obtaining the Spectral Function of Moiré Graphene Heavy-Fermions Using Iterative Perturbation Theory
本文针对扭转双层和三层石墨烯的拓扑重费米子模型发展二阶微扰理论方法，包括DMFT中的迭代微扰理论求解器和Hubbard-I近似解析公式，以高效计算谱函数并支持大范围相图扫描。
2025-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spectroscopy Signatures of Electron Correlations in a Trilayer Graphene/hBN Moiré Superlattice
ABC堆叠的三层石墨烯/hBN莫尔超晶格（TLG/hBN）已经成为相关电子物理的一个领域。我们报告光谱测量的双门TLG/hBN使用傅立叶变换红外光电流光谱。我们观察到一个强烈的光学之间的过渡莫尔迷你带不断缩小的带隙是通过门控打开，表明单粒子带宽的减少。在半填充的价平带，一个宽的吸收峰出现在~18 meV，表明直接光激发新兴的莫特间隙。类似的光电流谱观察到在其他两个相关的绝缘状态在四分之一和半填充的第一导带。我们的研究结果提供了哈伯德模型的关键参数的理解TLG/hBN的电子相关。
2022-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interaction driven giant thermopower in magic-angle twisted bilayer graphene
魔角扭曲双层石墨烯（MtBLG）是一个非常有前途的新平台，可以实现和研究窄带宽平坦带中强关联产生的大量量子相位。在这方面，除了在技术上令人垂涎之外，热动力等热传输现象对粒子-空穴（PH）不对称性也很敏感，使其成为探测这种材料潜在电子结构的重要工具。我们已经进行了热电势测量MtBLG作为载流子密度，温度和磁场的函数，并报告了一个异常大的热电势达到高达$\sim \bf{100μV/K}$的值在1 K的低温观察。令人惊讶的是，我们观察到的热电势表现出与整数莫尔填充物周围的电阻峰（包括狄拉克点）密切对应的峰状特征，违反了莫特公式。令人惊讶的是，我们观察到的热电势表现出与整数莫尔填充物周围的电阻峰值密切对应的峰状特征，包括狄拉克点，这完全违反了莫特公式。我们发现，大的热电势峰和它们的%非单调依赖于温度和磁场相关的行为产生的紧急高度PH不对称的电子结构，由于狄拉克复苏的级联。此外，热电势显示了一个异常的峰值周围的超导过渡的孔侧和指向MtBLG增强超导波动的可能作用。
2021-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dirac Fermion Cloning, Moir$\bf{é}$ Flat Bands and Magic Lattice Constants in Epitaxial Monolayer Graphene
石墨烯中狄拉克态之间的相互作用引起了人们极大的兴趣，因为它可以改变二维材料的电子光谱，增强电子关联，并产生新的凝聚态相，如超导体，莫特绝缘体，维格纳晶体和量子反常霍尔绝缘体。以前的工作主要集中在从不同的石墨烯层耦合狄拉克态的平带色散。在这项工作中，我们提出了一种新的路线，实现在单层石墨烯的周期性调制下的衬底的平带物理。我们以石墨烯/SiC异质结构为模型，实验证明了衬底调制导致狄拉克费米子克隆，从而导致单层石墨烯的两个狄拉克锥在动量空间中的接近。我们的理论模型捕捉狄拉克态的克隆机制，并表明，平坦的带可以出现在一定的魔晶格常数的衬底时，调制周期变得几乎相称的$(\sqrt{3}\times\sqrt{3})R30^{\circ}$超晶胞的石墨烯。结果表明，外延单层石墨烯是一个很有前途的平台，探索奇异的多体量子相位所产生的狄拉克电子之间的相互作用。
2021-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Monte Carlo Studies of Twisted Bilayer Graphene: Strain and Thermal Fluctuations
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Harvard University（哈佛大学）；University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等研究院）；University of California Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）
该研究用无符号问题的量子蒙特卡罗模拟，研究电荷中性时扭曲双层石墨烯相图，探讨其随扭曲角、应变和温度的变化，分析不同条件下的相变、熵变及能谱函数变化，并讨论实验区分相关相的方法。
2026-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Lowest-energy Moiré Band Formed by Dirac Zero Modes in Twisted Bilayer Graphene
最近在扭曲双层石墨烯中发现了非常规的绝缘相和超导相[Y. Cao et al，Nature { \bf 556}，80; { \bf 556}，43（2018）]，但相关的低能电子态尚未被明确识别。在这项工作中，我表明，层间跳跃诱导空间调制的狄拉克质量项的连续哈密顿量，并导致低能量带形成的狄拉克零模式的莫尔超晶格。当狄拉克速度在魔角处消失时，该莫尔带变得非常平坦，因此强烈相关，并且在$1/4$和$3/4$填充处进入量子无序的莫特绝缘相，即，$\pm 2$多余的电子每摩尔超级电池，这可能是在实验中发现的绝缘相。
2019-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Kekulé valence bond order in the Hubbard model on the honeycomb lattice with possible lattice distortions for graphene
本研究通过无偏量子蒙特卡洛方法，发现蜂窝晶格Hubbard模型在Peierls耦合下，Kekulé二聚化的价键固体相作为半金属与反铁磁Mott绝缘体之间的中间相出现，表明应变可驱动石墨烯进入该相并打开能隙。
2024-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anderson Lattice in Incommensurate $\bf{Nb_3Cl_8}$/Graphene van der Waals Heterostructures
Peking University（北京大学）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Songshan Lake Materials Laboratory（松山湖材料实验室）；National Institute for Materials Science（国立研究开发法人物质·材料研究机构）
本文通过在非公度Nb3Cl8/石墨烯范德华异质结构中实现周期性安德森模型，利用磁输运和奴隶自旋计算验证了近藤相干特征，建立了电可调平台以研究低维关联量子相。
2026-09-09 cond-mat.str-el
Correlated insulating states in slow Dirac fermions on a honeycomb moir{é} superlattice
本研究在扭曲MoSe$_2$同质双层中构建蜂窝状莫尔超晶格，实现慢狄拉克费米子，并观测到持续至110 K的莫特能隙及多个关联绝缘态，为研究强关联量子多体现象提供了新平台。
2025-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Metal-Insulator transition in strained Graphene: A quantum Monte carlo study
基于应变调谐效应对石墨烯电子性质的可能性，采用量子蒙特卡罗方法对单轴蜂窝晶格上半金属-莫特绝缘体相变过程进行了数值模拟.由于我们的模拟是基于半满排斥哈伯德模型，该系统是无符号问题。本文中，温度依赖性DC电导率用于表征电子输运性质。这些数据表明，在应变的存在下，金属被抑制。更有趣的是，在有限尺寸标度研究中，一个新的反铁磁相出现在$U\sim U_{c}$附近。因此，建立了相互作用与应变竞争的相图，这可能有助于扩大应变效应在石墨烯上的应用。
2021-09-23 cond-mat.str-el
Quantum critical scaling for finite temperature Mott-like metal-insulator crossover in a few layered-MoS$_2$
对于没有无序的清洁系统，人们已经提出了强电子-电子相互作用驱动的二维绝缘相的可能性，但还缺乏严格的证明。在这里，我们研究了有限温度下的传输行为的几个分层的MoS $_2$材料在附近的密度驱动的金属-绝缘体转变（MIT），揭示了以前被忽视的通用功能特性的强关联电子系统。基于Wigner-Mott理论观点，我们的标度分析最终表明，这种转变是由强电子-电子相互作用驱动的，而不是无序的，与其他Mott系统中所见的惊人相似。我们的研究结果提供了令人信服的证据，表明过渡金属二硫属化物为强关联物理的研究提供了理想的试验场，这应该为未来的研究开辟了一条令人兴奋的途径，与扭曲双层石墨烯的最新进展平行
2019-11-11 cond-mat.str-el
Displacement-Field-Driven Semimetal-Superconductor Transition in Magic-Angle Twisted Trilayer Graphene
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
本文通过奴隶粒子理论计算，揭示了魔角扭曲三层石墨烯中位移场通过狄拉克锥能移和自掺杂效应驱动半金属到超导态的转变，并解释了电场可调超导、莫特性和重费米子行为的统一图像。
2026-06-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Insulator-to-metal Mott transition facilitated by lattice deformation in monolayer $α$-RuCl$_3$ on graphite
本研究通过扫描隧道显微镜/谱测量发现，在石墨上的单层$α$-RuCl$_3$中，面内和面外晶格畸变会调节电子关联参数并促进界面电子向Cl3$p$轨道转移，从而在异质结构掺杂基础上引发Mott能隙坍塌和绝缘体-金属转变。
2023-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Demystifying strange metal and violation of Luttinger theorem in a doped Mott insulator
金属态被称为奇异金属（SM），具有很强的线性- $T$电阻率，在许多强电子关联的量子材料中被广泛观察到，从高- $T_{c}$铜氧化物超导体、有机超导体到扭曲多层石墨烯和MoTe $_{2}$ /WSe $_{2}$超晶格。尽管经过了几十年的深入研究，奇怪金属的奥秘仍然无法得到任何合理的理论解释，并且一直是现代凝聚态物理的关键难题。在这里，我们解决了掺杂的莫特绝缘体模型，它明确地表现出SM现象伴随着量子临界标度的可观测量，如电阻率，磁化率和比热。仔细观察SM揭示了朗道费米液体的击穿没有任何破缺，即违反了Luttinger定理。从数值模拟中提取的电子自能解释了线性$T$电阻率的起源，并指出文献中长期被忽视的静态涨落在关联电子系统的非费米液体行为中起着至关重要的作用。
2021-06-10 cond-mat.str-el
