Singular flat bands
本文综述了近年来平带系统的研究进展，特别是与平带布洛赫波函数奇异性有关的基础物理。我们首先解释了平带可以分为两类：奇异和非奇异的平带，根据在平带的布洛赫波函数的奇异性的存在或不存在。奇异性是由平坦带与另一个色散带的带交叉产生的。在奇异平坦带中，我们可以发现一类特殊的本征模，称为不可收缩环态和鲁棒边界模，它们具有非平凡的实空间拓扑结构。然后，我们回顾了光子晶格中平带拓扑本征模的实验实现。虽然奇异性的平带是拓扑平凡的，我们表明，周围的奇异性的最大量子距离是一个体积不变的奇异性，保护强大的边界模式的强度。最后，我们讨论了当奇异平带与另一个带有二次带交叉时，奇异平带的最大量子距离或奇异强度如何表现在奇异平带的反常朗道能级扩展中。
2020-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.optics
Emergence of Cascading Flat Bands in Breathing Superlattices
State Key Laboratory of Semiconductor Physics and Chip Technologies, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences（中国科学院半导体研究所半导体物理与芯片技术国家重点实验室）；State Key Lab of Fabrication Technologies for Integrated Circuits, Institute of Microelectronics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院微电子研究所集成电路制造技术国家重点实验室）；Center for Quantum Matter, Zhejiang University（浙江大学量子物质研究中心）；College of Materials Science and Opto-electronic Technology, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学材料科学与光电技术学院）
通过引入新型呼吸超晶格，实现对任意平坦带的可控生成，并在光子系统中实验验证了级联平坦带的涌现。
2025-11-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Isolated flat bands in an interlocking-circles lattice
平带物理由于其有趣的性质和重要的应用，近年来引起了人们的广泛关注。人们已经提出了一些典型的晶格来产生平坦带，如Kagome晶格和Lieb晶格。这些晶格中的平带不是孤立的，而是与其他带接触的。然而，理想的平带应该是隔离的，因为隔离是许多重要应用的先决条件。在这里，我们提出了一个新的晶格，可以产生孤立的平带。这种格子被称为连环格子，因为它的图案看起来像连环。此外，通过氢化在石墨烯中实现新的晶格。在氢化的石墨烯中，在费米能级附近出现了两个非平凡的孤立的平坦带。在空穴或电子掺杂时，平坦带分裂成自旋极化带，然后导致铁磁石墨烯。我们的工作不仅提出了一种新的晶格类型，而且开辟了一条寻找孤立平带系统的途径。
2021-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Realization of all-band-flat photonic lattices
针对传统方法仅能获取少数平坦带的问题，通过精确控制晶格位点间耦合强度模拟 Fock-state lattices，实现了任意尺寸全带平坦光子晶格，同时达成高平坦度与大可用带宽，为控制能带结构与拓扑提供新途径。
2024-01-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Mode conversion and resonant absorption in inhomogeneous materials with flat bands
在非均匀等离子体中，横向电磁波到纵向振荡的模式转换以及波能量的相关共振吸收是等离子体物理中已被广泛研究的现象。我们表明，精确的类似现象发生在电子和光子系统中，色散平坦带和色散带共存的存在下，一个不均匀的潜在的或介质参数。我们证明了由赝自旋-1狄拉克方程描述的两个色散带和一个平带显示模式转换和共振吸收的方式非常相似的$p$极化电磁波在未磁化的等离子体中通过计算模式转换系数明确使用不变嵌入方法。我们还表明，在许多其他具有平带的系统中也发生了类似的模式转换过程，例如赝自旋2狄拉克系统、一维短截线和锯齿晶格获得的连续模型以及具有二次带和近平带的二维电子系统。我们讨论了平带材料和超材料中模式转换的一些实验意义。
2022-01-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Topological Floquet Flat Bands in Irradiated Alternating Twist Multilayer Graphene
研究了交替扭转多层石墨烯在圆偏振激光下产生携带非零 Chern 数的拓扑 Floquet 平带，为实现分数量子 Chern 绝缘体提供了可行途径。
2023-10-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Flat band localization due to self-trapped orbital
我们在没有任何无序的周期系统中发现了一种新的波局域化机制，它可以产生一种新型的完美平坦带，并且不同于已知的局域化机制，即，安德森局域化和平带晶格。我们给出的第一个例子是在具有特殊周期约束势的二维电子气上设计的电子波导。数值计算表明，在适当的约束几何条件下，电子可以完全局域化在一个开放的波导。我们通过引入自陷轨道的概念解释了这种平带局域化现象。在我们的处理中，波导的每个单胞等效为一个人工原子，其中自陷轨道是其具有独特空间分布的本征态之一。这些自陷轨道形成波导中的平坦带。这种通过自陷轨道的平带局域化是波动的一种普遍现象，它可以出现在具有精心设计的边界条件的任何波动系统中。然后，我们设计了一个金属波导阵列，以说明类似的平带定位可以很容易地实现和观察与电磁波。
2019-02-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
A weak pseudo-Hermitian two band model, artificial Hawking radiation and tunneling
通过提出一个含有倾斜参数的非PT对称弱赝厄米双带模型，研究了人工霍金辐射的可能性.我们还确定隧道概率使用我们的哈密顿通过事件视界，作为一个经典的禁止障碍。
2022-08-01 cond-mat.mes-hall gr-qc hep-th
Flat Thomas-Fermi artificial atoms
我们考虑二维（2D）的“人造原子”的轴对称势$V(ρ)$限制。这样的配置出现在圆形量子点和其他有效地限制在2D层的系统中。使用半经典的方法，我们提出了第一个完全自洽和解析解产生方程描述的密度分布，能量和其他数量的任何形式的$V(ρ)$和任意数量的受限粒子。这个问题的一个重要而重要的方面是，二维态密度必须与三维静电学正确地结合起来。结果表明，该解具有一个通用形式，具有标度参数$ρ^2/R^2$和$R/a_B^*$（$R$是点半径，$a_B^*$是有效玻尔半径）。
2014-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atm-clus
Correlated physics in an artificial triangular anti-dot lattice
这项工作考虑了一个二维的人工三角形反点晶格（TAL），半导体为基础的人工晶体托管狄拉克锥，平带和费米面嵌套。所有这些单粒子的特征对突现的相关相有着戏剧性的影响。这项工作主要集中在一个强大的平带的存在，并列举了可能的相关阶段，随后。我们发现，在单粒子理论中，当电荷沿着与TAL相同周期的可果美晶格排列时，平带产生。利用互补展开技术研究了强、弱库仑相互作用下的关联相。我们的微观模型表明，为了产生强相关相，空穴掺杂的TAL具有显着的优势，电子掺杂。
2021-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Flat bands with band crossings enforced by symmetry representation
在许多系统中，包括Lieb和Kagome晶格中的正则平带模型，平带与其他色散带具有带交叉点。在这里，我们表明，一些这样的带简并点是不可避免的，因为对称表示（SR）的单位对称下的平坦带。我们将这样的平坦带的带简并点称为SR强制带交叉。SR强制带交叉是不同于传统的带简并保护对称本征值或拓扑电荷，因为它的保护需要特定的对称性表示和平坦带的带平坦度，同时。甚至$n$ -折叠旋转$C_n$（$n=2,3,4,6$）对称性（其由于其阿贝尔性质而不能在没有附加对称性的情况下保护带简并）也可以保护平带系统中的SR强制带交叉。在具有$C_n$对称性的二维平带系统中，当SR强制带交叉的简并度被$C_n$保序微扰提升时，我们得到了一个近似平的Chern带。我们的理论不仅解释了存在于各种模型中的带交叉点的起源，而且给出了由SR产生的给定晶格中孤立带的严格的不通过定理。
2021-08-05 cond-mat.mes-hall
Flat band ferromagnetism without connectivity conditions in the flat band
我们知道，具有半满最低平带且平带上的局域单粒子Wannier态满足连通性条件的系统总是铁磁的。在没有平坦带上的连通性条件的情况下，系统是非磁性的。我们表明，这并不总是正确的。原因与位于平带正上方的带的特殊行为有关。
2014-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.str-el
Chiral Flat Bands: Existence, Engineering and Stability
我们研究了具有离散平移不变性的二分紧束缚网络中的平带。具有手征对称性本征能量E = 0的手征平坦带和有限程跳跃的紧致定域本征态。对于具有多数子晶格的二分网络，出现手征平坦带。我们提出了一个简单的生成原理的手征平带网络和作为一个展示添加到以前观察到的情况下，一些新的潜在的可实现的手征平带在不同的晶格尺寸。手征对称性尊重网络扰动-包括无序和合成磁场-保持平带和修改后的紧凑局域态。手性平带的光谱保护的差距，和pseudogaps的存在下，由于格里菲斯效应的障碍。
2017-06-07 cond-mat.mes-hall
Systematic construction of topological flat-band models by molecular-orbital representation
在描述一般平带模型的“分子轨道”表示的基础上，我们提出了一种系统的方法来构造一类具有拓扑性质的有限程跳跃的平带模型.在这些模型中，拓扑性质不是编码到平坦带本身，而是编码到与平坦带接触的色散带中。这种能带结构可能成为由平坦能带、拓扑结构和相关性的组合而产生的奇异现象的来源。
2020-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Bilayer twisting as a mean to isolate connected flat bands in a Kagome lattice through Wigner crystallization
平带物理是新颖而丰富的，但很难接触。在这方面，最近双层范德华（vdW）约束的二维（2D）材料的扭曲引起了人们的广泛关注，因为布里渊区的减少最终将导致动能的减小。或者，可以从2D Kagome晶格开始，其已经在费米能级处具有平坦带，但不幸的是，这些带与其他（色散）带二次连接，导致不期望的效果。在这里，我们建议，通过第一性原理计算和紧束缚建模，同样的双层扭曲的方法可以用来隔离的可果美平带。由于起始动能已经非常小，所以层间vdW电势总是足够大，而与扭转角无关。因此，（连接的）平带中的电子态变得不稳定，对自发的维格纳结晶，这是预期有有趣的相互作用与其他平带现象，如新的超导性和反常的量子霍尔效应。
2021-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
p-band engineering in artificial electronic lattices
在扫描隧道显微镜中一个原子一个原子地创建的人工电子晶格已经成为一个高度可调的平台，用于实现和表征新颖晶格几何形状的最低能带。在这里，我们表明，人工电子晶格可以定制，以展示更高的能带。我们研究了四重和三重旋转对称晶格中的类p带。此外，我们展示了如何使用各向异性设计来提升p_x和p_y类带之间的简并性。实验测量证实了松饼罐和紧束缚计算。在这里介绍的人工量子系统中设计更高能量电子带的方法能够实现自下而上的复杂能带结构。
2019-07-08 cond-mat.mes-hall
Origin of the flat band in heavily Cs doped graphene
电子在材料的费米能级处的平坦能量分散导致电子系统中的不稳定性，并且可以驱动相变。在这里，我们介绍了一种方法，诱导一个平带在二维（2D）材料。我们表明，平带可以通过两个铯（Cs）层包裹的二维材料来实现。我们将这种方法应用于单层石墨烯，通过角分辨光电子能谱实验和计算相结合的方法研究了石墨烯的平带。我们的工作强调了电荷转移、石墨烯能带的区域折叠以及C和Cs原子之间的共价键是平坦能带形成的起源。所提出的方法是用于获得平带材料以扭转双层石墨烯的替代途径，其在大面积中产生热稳定的平带材料。
2019-05-30 cond-mat.mes-hall
Desiging Artificial Lieb Lattice on Metal Surface
最近，一些实验已经表明，通过在金属表面沉积设计者分子晶格，可以操纵金属表面电子以形成二维（2D）晶格。这为构造人工二维电子晶格提供了一种很有前途的新技术。在这里，我们从理论上提出了一种分子晶格模式，以实现在金属表面上的人工Lieb晶格，这显示了一个平坦的电子带，由于晶格几何形状。我们表明，在平带的电子的本地化可以理解的电子干涉的观点，这可以通过测量局域态密度与扫描隧道显微镜探测。我们的建议可以很容易地在实验中实现，并可能提供一个理想的固态平台，研究新的Lieb晶格的平带物理。
2016-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-Orbit-Induced Topological Flat Bands in Line and Split Graphs of Bipartite Lattices
拓扑平坦带，如扭曲双层石墨烯中的带，正成为研究相关物理、超导和输运等主题的有前途的平台。在这项工作中，我们介绍了一种通用的方法来构建二维（2D）拓扑准平坦带的线图和分裂图的二分格。二分格的线图或分裂图表现出一组平带和一组色散带。在一定的动量下，平带通过简并态与色散带相连。我们发现，随着自旋轨道耦合（SOC），平坦带变成准平坦的，从色散带的间隙。通过研究二分格的一系列特殊线图和分裂图，我们发现：（i）如果平带（不含SOC）具有反转或$C_2$对称性，并且是非退化的，那么所得到的准平带必定是拓扑非平凡的;（ii）如果平带（不含SOC）是退化的，那么存在一个SOC势使得所得到的准平带是拓扑非平凡的.这种通用机制作为一个范例，在二维晶体材料和超材料中寻找拓扑准平坦带。
2020-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Designer Flat Bands in Quasi-One-Dimensional Atomic Lattices
具有特定几何形状的某些晶格具有一个或多个严格平坦的谱带，即电子能量与动量无关。无论由于晶格对称性而导致的晶格位置之间的特定耦合如何，这都可以稳健地发生，或者它可以由晶格位置之间的微调耦合引起。虽然平坦电子带背后的理论图景已经发展得很好，但这些晶格的实验实现已被证明具有挑战性。利用扫描隧道显微镜（STM）和光谱（STS），我们操纵单个空位在Cu（100）上的氯单层构建各种原子级精确的一维晶格与工程设计的平带。我们在实验上实现了具有单个或多个平带的带隙和无带隙平带系统。我们还演示了平带的能量的调谐，以及它们如何通过打破和恢复晶格几何的对称性来打开和关闭。紧束缚计算证实了实验结果。我们的研究结果构成了第一个实验实现的工程平带在一维固态系统，并铺平了道路建设，例如拓扑平带系统和实验测试的平带辅助超导在一个完全受控的系统。
2020-11-25 cond-mat.mes-hall
Geometric characterization of anomalous Landau levels of isolated flat bands
根据Onsager的半经典量子化规则，在零磁场下，带的朗道能级由其上、下带边限定。然而，有两个值得注意的系统，朗道能级谱违反这一预期，包括拓扑带和平坦带与奇异带交叉，其波函数具有一些奇异性。在这里，我们介绍了一个独特的类的平带系统的异常朗道能级扩展（LLS）出现以外的零场能量界限，虽然相关的波函数是非奇异的。孤立平带的反常LLS由测量多带波函数几何的交叉能隙Berry连接控制。我们还发现对称性对平坦带的LLS有很强的约束。我们的工作表明，孤立的平带是研究波函数几何在描述固体磁响应中的基本作用的理想系统。
2021-11-16 cond-mat.mes-hall
Conduction Bands of Atomic Tunneling Ring in Artificial Gauge Field Assisted Opened Optical Traps
我们给出了三角形光晶格中人工规范场辅助原子流的导带。导带是人工磁通量诱导原子相的周期性边界条件的结果。导带的位置取决于原子轨道的几何形状。我们考虑三角形光晶格中的一个单胞，它是一个与其周围的费米子原子云相连的开放系统。原子云的化学势是相同的，原子流完全是由时钟激光诱导的自旋轨道耦合产生的。我们的结果对于控制量子线路中的原子流具有重要意义。
2018-06-30 cond-mat.mes-hall
Embedding independent length scale of flat bands
Seoul National University（首尔大学）
本文提出了一种独立于嵌入的平坦带长度尺度ξ_flat，用于描述平坦带系统的本质特性及超导相干长度。
2025-11-27 cond-mat.mes-hall
Coexistence of extended flat band and Kekulé order in Li-intercalated graphene
在1/4填充附近掺杂石墨烯以将扩展的平带和van Hove奇点移动到E $_F$以下是非常期望的。在这里，我们报告了一个扩展的平带低于E $_F$在锂插层石墨烯的实验观察。强的电子-声子相互作用被清楚地确定了显着的扭结带色散。此外，能带结构的演化表明，扩展的平带和Kekulé有序同时出现。我们的工作为研究平带相关的不稳定性及其与Kekulé序的相互作用提供了机会
2022-04-28 cond-mat.mes-hall
Type-III Dirac Cones from Degenerate Directionally Flat Bands: Viewpoint from Molecular-Orbital Representation
我们提出了一个系统的方法，创建III型狄拉克锥从退化的方向平坦带。这里，方向平坦带意味着仅在某个方向上完全无色散的带。关键的策略是通过添加具有选定形式的哈密顿矩阵的扰动来保留其中一个方向平坦的带，同时使另一个色散。这样一种形式的微扰被发现，通过使用“分子轨道表示”，我们已经制定了描述平带模型。因此，即使没有微调跳跃参数，该模型也能获得III型狄拉克锥。为了证明这种方法的普遍性，我们研究了两带模型和四带模型的具体例子。
2020-09-29 cond-mat.mes-hall
Machine Learning Study on the Flat-Band States Constructed by Molecular-Orbital Representation with Randomness
利用机器学习方法研究随机平带模型的特征概率密度分布。这里考虑的模型是建立在分子轨道表示的基础上，这保证了宏观退化零能量模式的存在，即使在随机性的存在。我们发现，平带态成功地区别于传统的扩展态和局域态，表明了平带态的特征。我们还发现当目标数据与训练数据定义在不同的晶格中时，可以检测到平带态，这暗示了分子轨道表象构造的平带态的普遍性。
2022-03-25 cond-mat.mes-hall
Twisted bilayer graphene with Kekule distortion: isolated flat band
具有魔角的扭曲双层石墨烯由于在费米能级处存在孤立的平带而表现出强相关的电子性质。我们研究了扭曲双层石墨烯与基板上的两个层。衬底诱导每个石墨烯层Kekul $\acute{e}$畸变。用连续狄拉克费米子模型和紧束缚模型研究了系统。这两种研究都得出了类似的结论，即可能出现超窄带宽的孤立平坦带。
2019-07-28 cond-mat.mes-hall
Flat Band and Many-body Gap in Chirally Twisted Triple Bilayer Graphene
针对手性扭曲三层双层石墨烯的能带结构问题，通过实验结合电容测量证实平带存在并测得能隙，发现零垂直电场下的有限能隙，为相关物理研究提供证据与定量方法。
2025-01-12 cond-mat.mes-hall
Structure-Informed Learning of Flat Band 2D Materials
本文提出融合原子结构多模态学习与平度分数的结构信息框架，无需预计算能带即可大规模筛选并发现具有拓扑非平凡平带的新型二维材料。
2025-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Robust Flat Bands with Tunable Energies in Honeycomb Superlattices
格点模型中的平带为研究强关联和拓扑物理提供了有用的平台。最近，蜂窝状超晶格已被证明主机坚持在局部扰动尊重晶格对称性的存在下的平带。我们解析地推导出了长程跳跃存在下的平带能量，发现平带能量可以通过这些微扰进行调谐。在实空间中，波函数是从每个蜂窝边缘上的驻波构造的，允许由于实空间中的相消干涉而构造元胞和环本征态，这产生了对长距离跳跃鲁棒的平坦带。
2020-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quartic energy band engineering in artificial semiconductor honeycomb lattices
İzmir Institute of Technology（伊兹密尔理工大学）；Bilkent University（比尔肯特大学）
本文通过分析建模和数值计算，研究了人工石墨异质结构中四次方能量色散的出现，识别了三种不同的四次方带类型，并探讨了晶格几何对能带特性的影响。
2026-01-23 cond-mat.mes-hall
Flat bands with non-trivial topology in three dimensions
我们构建了一个简单的模型，电子在三维晶体中的短程跳跃和自旋-轨道耦合的组合，结果在近平坦的频带，其特征在于由一个非平凡的Z2拓扑指数。平坦带通过比带宽大得多的带隙与其他带分开。我们讨论的命运的多体基态的平带中的电子在部分填充的排斥相互作用的存在下，并推测，它可能成为一个三维的分数拓扑绝缘体，如果可以避免传统的磁不稳定性。
2012-01-22 cond-mat.mes-hall
Ideal Topological Flat Bands in Two-dimensional Moiré Heterostructures with Type-II Band Alignment
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Northeastern University（东北大学）；University of Washington（华盛顿大学）；Princeton University（普林斯顿大学）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊克拉巴斯基克，巴斯克科学基金会）
本文提出了一种在具有II带对齐的二维莫尔异质结构中实现理想拓扑平板带的设计方法，通过调控能量间隙实现零带宽和理想量子几何。
2026-02-02 cond-mat.mes-hall
General construction of flat bands with and without band crossings based on wave function singularity
在这项工作中，我们开发了一个系统的方法来构建平带模型，带交叉和不带交叉。我们的构造方案利用了紧凑局域态（CLS）的对称性和空间形状，以及通过对CLS进行傅里叶变换得到的平带波函数的奇异性（FT-CLS）。为了构造一个平带模型系统地使用这些成分，我们首先选择一个CLS在一个给定的晶格中具有特定的对称表示。然后，FT-CLS的奇异性指示所得到的平坦带是否具有带交叉点。通过引入一组与FT-CLS正交的基分子轨道，得到了一个对应于FT-CLS的平带紧束缚哈密顿量。我们的构造方案可以系统地应用于任何晶格，使它提供了一个强大的理论框架，研究奇异的性质所产生的带隙和无隙的平坦带的波函数奇异性。
2021-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Completely flat bands and fully localized states on surfaces of anisotropic diamond-lattice models
我们讨论了金刚石晶格上具有最近邻跳跃的紧束缚模型中（111）表面上的平带表面态，类似于具有锯齿形边缘的石墨烯中的平带边缘态。体带是无间隙的，并且间隙沿着布里渊区中的环闭合。平带表面态的边缘与投影到表面平面上的带隙闭合环相同。当跳跃积分中的各向异性增加时，布里渊区中的体能隙闭合点移动，平带态的分布扩大。当各向异性足够大时，表面平坦带将覆盖整个布里渊区。由于能带是完全平坦的，我们可以构造出在所有三个方向上都局域化的表面态波函数。
2013-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Edge states, corner states, and flat bands in a two-dimensional $\cal PT$ symmetric system
我们研究了正方晶格中平带上的角态。为此，我们引入了一个二维模型，包括苏Schrieffer-Heeger型键交替负责角态以及次近邻跳跃产生平带。角态模型的关键对称性是时空反演（$\cal PT$）对称性，它保证了量子化的Berry相位。这意味着，如果将边界引入系统，则边缘状态以及角状态将出现。我们还认为，一个无限小的$\cal PT$破缺微扰可以驱动平坦带平坦陈氏带。
2019-09-19 cond-mat.mes-hall
Chiral flat band superconductivity from symmetry-protected three-band crossings
我们表明，手征（近）平带超导可以开发和主机新的马约拉纳费米子在时间反演对的双螺旋保护的三带交叉点。在对称性分析、平均场研究和超流刚度计算的基础上，确定并分析了低能自旋- $1$费米子理论中具有平带对的不可约对通道.平带配对可以显著地增强超导性，其中临界温度与相互作用强度成线性比例。在单组元配对通道中，我们发现了完全带隙的平带配对态，而在多组元配对通道中，我们发现了手征$\bar p\pm i\bar p$平带超导。三维巡回马约拉纳费米子出现在散装节点，而马约拉纳弧出现在表面上。
2020-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Observation of flat-band localization and topological edge states induced by effective strong interactions in electrical circuit networks
非相互作用系统中的平带拓扑和局域化在不同的量子和经典波系统中得到了广泛的研究。近年来，对相互作用系统中平带局域化和拓扑结构等新物理的探索引起了人们极大的兴趣。特别地，理论上证明了强相互作用可以驱动非平凡拓扑平坦带的形成，甚至色散平凡带也可以主导单粒子对应物。然而，这些有趣现象的实验观察仍然缺乏。在这里，我们实验模拟相互作用引起的平带局域化和拓扑边缘状态的电路网络。我们将一维Aharonov Bohm笼中的两个关联玻色子的本征态直接映射到二维电路晶格的模上，通过测量频变阻抗响应和时域电压动态来检测两玻色子的平带和拓扑边缘态.我们的发现提供了一个灵活的平台来模拟相互作用诱导的平带拓扑结构，并可能在设计新型电子器件中具有潜在的应用。
2023-02-03 cond-mat.mes-hall
Buckling and flat bands in twisted bilayer graphene
Uppsala University（乌普萨拉大学）
研究双层石墨烯中屈曲与扭角对平面波的影响，发现屈曲在大角度TBG中增强带展平，但强屈曲会增加带散射，同时屈曲与扭角的展平效应相互竞争。
2025-10-15 cond-mat.mes-hall
Hall effect in topologically trivial isolated flat-band systems
The University of Tokyo（东京大学）；Trans-scale Quantum Science Institute, The University of Tokyo（东京大学跨尺度量子科学研究所）；RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（理化学研究所涌现物质科学中心）
研究了拓扑平凡孤立平带系统中弱磁场下的霍尔效应，推导了全量子力学的规范不变霍尔电导率公式，并通过数值验证了两种不同晶格结构中的霍尔效应。
2026-02-23 cond-mat.mes-hall
Topological flat bands in twisted trilayer graphene
扭曲三层石墨烯（TLG）可能是迄今为止最简单的现实系统，它具有非平凡拓扑的平坦带。本文用连续介质模型详细计算了它的能带结构和能带拓扑，即近平坦带的谷陈数。在实际参数下，扭转TLG的魔角约为1.12 $^{\circ}$，在此魔角处出现两个近似平坦的带。与扭曲的双层石墨烯不同，小的扭曲角可以在所有狄拉克点处诱导出微小的间隙，该间隙可以通过垂直电场进一步扩大。扭转TLG中两个近平带的谷陈数取决于扭转角$θ$和垂直电场$E_\perp$。考虑到它的拓扑平坦带，扭曲TLG应该是研究拓扑非平凡平坦带系统中强关联物理的理想实验平台。同时，由于对称性的降低，扭曲TLG中的关联态与扭曲双层石墨烯和扭曲双层石墨烯中的关联态有很大的不同。
2019-05-02 cond-mat.mes-hall
Flat bands in Weaire-Thorpe model and silicene
为了解析地捕捉和识别硅烯的电子结构中的特性，Weaire-Thorpe（WT）模型，一种用于处理三维（3D）硅的标准模型，被应用于具有屈曲的2D结构的硅烯。在每个原子上的四个杂化$sp^3$轨道以及原子间跳跃的原始WT模型中，可以在3D中系统地检查能带结构，其中也存在平坦（无色散）带。为了研究硅烯，在这里，我们重新制定的WT模型的重叠分子轨道（MO）的方法，使我们能够描述平带远离电子空穴对称点。重叠MO形式确实使我们能够揭示一个重要的区别：在3D中，具有锥体的色散带夹在双退化平坦带之间，而在2D中，具有锥体的色散带夹在三阶退化和非退化（近）平坦带之间，这与Takeda和Shiraishi的原始能带计算一致。这样就出现了一幅图像，说明为什么硅烯的整个能带结构包括一对具有狄拉克锥的色散带，每个带在$Γ$处接触一个几乎平坦（窄）的带。我们还可以认识到，对于能带工程，垂直于原子平面的键是至关重要的，如果我们可以将化学势移到接近平带的位置，那么铁磁性或结构不稳定性是可以预期的。
2015-01-31 cond-mat.mes-hall
Flat-band plasmons in twisted bilayer transition metal dichalcogenides
扭曲双层过渡金属双硫族化合物是研究平带现象的理想平台。本文采用全紧束缚模型和无规相位近似，研究了掺空穴的双层扭曲MoS $_2$（tb-MoS $_2$）中的平带等离子体激元.当考虑tb-MoS $_2$中的晶格驰豫时，平带没有与远程价带分离，这使得带间跃迁在转换等离子体激元色散和能量方面的贡献显着不同。特别是，低阻尼和准平坦的等离子体出现，如果我们只考虑带内跃迁在掺杂的平带，而一个$\sqrt q$等离子体色散出现，如果我们也考虑带间跃迁的平带和远程带之间。此外，等离子体激元能量是可调的扭曲角和掺杂水平。然而，在没有晶格弛豫的刚性样品中，较低能量的准平坦等离子体激元和较高能量的带间等离子体激元可以共存。对于具有高掺杂水平的刚性tb-MoS $_2$，强烈增强的带间跃迁淬灭准平坦等离子体激元。基于晶格弛豫和掺杂效应，我们得出结论，两个条件，孤立的平带和适当的空穴掺杂水平，是必不可少的观察到低阻尼和准平坦的等离子体模式在扭曲双层过渡金属二硫属化物。我们希望我们对平带等离子体激元的研究能对将来研究扭曲双层过渡金属双硫族化合物等离子体激元介导的超导电性的可能性有所指导。
2022-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magically strained bilayer graphene with flat bands
具有魔角的扭曲双层石墨烯具有近乎平坦的能带，形成强关联电子体系。在此，我们提出了另一种基于应变双层石墨烯的系统，该系统在本征费米能级处具有平带。顶层和底层沿不同方向单轴拉伸。当应变的强度和方向满足一定条件时，两层的周期晶格是相称的。具有AA、AB和BA堆叠的区域排列成三角形晶格。在魔应变作用下，本征费米能级附近的能带几乎是平坦的，并且与其它能带有很大的带隙。该系统可以为基于石墨烯的超导集成电子系统提供更可行的平台。
2019-01-25 cond-mat.mes-hall
Localizing Transitions via Interaction-Induced Flat Bands
本文提出强关联电子系统中相互作用诱导能带平坦化的理论，通过周期性重复拓扑零模构造平带，并证明特定场构型下的整流机制能引发能量有利的局域化转变，为自发对称性破缺提供通用非微扰机制。
2023-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Gate-tunable flat bands in van der Waals patterned dielectric superlattices
超晶格工程提供了通过准粒子在材料中移动来重塑织物的方法。在这里，我们认为，超晶格的能带结构工程可以推到极端的限制，通过堆叠带隙范德华（VDW）材料图案化的电介质基板。具体来说，我们发现，高品质的VDW图案化的介电超晶格（PDS）实现了一系列强大的平带，可以直接打开和关闭的栅极电压在原位。与现有的超晶格平台相比，这些平坦的带是在不需要微调的情况下实现的。相反，随着栅极电压的幅度增加，带变得平坦。PDS平带的特性是高度可调的：平带的类型（单非简并或dirac锥状），局域化长度和相互作用能对施加的栅极电压敏感。因此，PDS平带中的电子-电子相互作用可以变得比带宽和无序增宽更强，从而为平带铁磁性等相关行为提供环境。我们期望PDS平带可以在实验上实现的范围内容易获得的间隙VDW材料，如单层过渡金属二硫属化物，例如WSe 2。
2019-04-16 cond-mat.mes-hall
Flat Bands near Fermi Level of Topological Line Defects on Graphite
平带在强关联现象的研究中起着重要的作用，如铁磁性、超导性和分数量子霍尔效应。在这里，我们报告的直接实验证据的存在下的平坦带，接近费米能级，在一维拓扑缺陷的石墨被视为一个明显的峰值隧穿态密度。我们的从头计算结果表明，与消失的费米速度的平坦带起源于sp2悬挂键（反键性质）的欠配位的碳原子在缺陷的边缘。我们进一步证明了平坦带的存在可能是石墨烯/石墨的一维缺陷的普遍行为，在缺陷的边缘具有配位不足的碳原子。
2012-07-06 cond-mat.mes-hall
Landau-Zener Bloch oscillations with perturbed flat bands
正弦布洛赫振荡出现在暴露于外场的能带结构中。不同能带之间的朗道-齐纳（LZ）隧穿通常是限制布洛赫振荡的抵消效应。在这里，我们考虑一个平带网络的两个色散和一个平带，例如超冷原子和光波导网络。利用外部合成规范场和引力场，我们得到了一个扰动的无带隙的能带结构。由此产生的布洛赫振荡由两部分组成--通过色散结构的非平坦部分的快速扫描，以及当原子波包被捕获在未扰动光谱的原始平坦带部分时，由于LZ隧穿而成为可能，几乎完全停止相当长的时间。
2016-02-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Quantum Geometry of Moiré Flat Bands Beyond the Valley Paradigm
Northeastern University（东北大学）；Quantum Materials and Sensing Institute, Northeastern University（东北大学量子材料与传感研究所）
本文研究了摩尔超晶格中平带的量子几何特性，提出了一种基于双层晶格的紧束缚模型，揭示了层间杂化在产生零能孤立平带中的作用，并展示了通过扭转角调节平带数量和量子几何特性的新机制。
2026-05-17 cond-mat.mes-hall
Evolution of flat bands in two-dimensional fused pentagon network
针对受理论预测碳基材料启发的五边形环网络紧束缚模型，研究其特征能带结构，推导平带精确本征能量与态，构造万尼尔函数并揭示其分布，发现半填充系统费米能级附近存在近平带，为关联电子物理研究提供合适平台。
2024-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hybridization of topological surface states with a flat band
我们解决拓扑表面态和非拓扑平坦体带之间的杂交问题。我们的模型，是一个三维Bernevig-Hughes-Zhang和二维pseudospin-1哈密顿量的混合物，允许明确的处理拓扑表面状态的演变，通过不断改变的反向带和一个额外的“寄生”在散装的平带之间的杂交。我们表明，与导带边缘下方的平带的杂交将初始的类狄拉克表面态转化为平带下方和上方的分支。我们的研究结果明确地表明，拓扑表面态的上支是由Dyakonov-Khaetskii表面态形成的，自20世纪80年代以来，已知的碲化汞。此外，我们还研究了狄拉克半金属的表面态的演化以及当平带穿过导带时费米弧的产生。
2019-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Flat-band engineering in tight-binding models: Beyond the nearest-neighbor hopping
在典型的平带模型中，平带通常被钉扎在特殊的能量上，例如色散带的顶部或底部，或者带交叉点。在本文中，我们提出了一个简单的方法来调整的能量平坦带，而不会失去确切的平坦带。其主要思想是在原最近邻模型中加入远邻跳数，使得转移积分仅取决于曼哈顿距离。我们将这种方法应用到几个晶格模型，包括二维kagome晶格和三维烧绿石晶格，以及它们的呼吸晶格和非线图。所提出的方法将是有用的工程平坦带产生所需的属性，如增强的$T_c$的超导体和非平凡的拓扑秩序。
2019-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Origami-controlled strain engineering of tunable flat bands and correlated states in folded graphene
具有可调结构的平坦电子带为开发和操纵奇异的相互作用量子态提供了机会。在这里，我们提出了一个可控的路线，构建容易调谐的平带折叠石墨烯，通过纳米折纸控制的应变工程，并发现在这个系统中的相关态。利用扫描隧道显微镜在任意阶跃边缘处对石墨烯单层进行撕裂和折叠，在弯曲的石墨烯边缘处产生应变诱导的赝磁场以及由此产生的平坦电子带.我们发现，伪磁场的强度可以很容易地通过改变折叠边缘的宽度，由于边缘宽度依赖的晶格变形，导致在折叠的石墨烯中的平带的几何形状的可调节性。此外，通过使用这种技术创建预期的无色散平坦带，当这些带被部分填充时，在态密度中成功地观察到相关诱导的平坦带分裂。我们的实验为设计具有可调平坦能带结构的系统提供了一条可行而有效的途径，为实现应变和相互作用诱导的量子相位的可设计性搭建了一个新的平台。
2022-04-22 cond-mat.mes-hall
Lattice deformation on flat-band modulation in 3D Hopf-linked carbon allotrope: Hopfene
在3D霍普夫连接的石墨烯晶体或名为霍普芬的3D碳同素异形体中形成平坦带，其在性质上不同于仅石墨烯的带。本文通过密度泛函理论（DFT）分析，讨论了碳六边形形变对平带能级移动的影响，使平带能级变为费米能级，利用其大的态密度进行磁性和电子性质的研究。紧束缚（TB）分析也进行了比较与DFT分析，在这里，TB和DFT频带之间的定性协议。DFT分析表明，一个几乎线性的平带水平移位的晶格变形率，其中电子相互作用的影响包括在Kohn-Sham方法。为了调整平带能级使其符合费米能级，还提出了双异质结构作为六边形变形控制的一种方式。
2019-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
