Fermionic symmetry-protected topological state in strained graphene
石墨烯的低能物理学是由具有自旋和谷自由度的相对论狄拉克费米子描述的。机械应变可用于在两个谷中产生指向相反方向的伪磁场。我们研究了石墨烯中相互作用的电子在外加实磁场和应变诱导的赝磁场中的相互作用。当这两个场的比例达到一定时，可以实现费米子对称性保护的拓扑态。状态的特点是详细使用模型波函数，陈-西蒙斯场论，和数值计算。我们的论文表明，具有人工规范场的石墨烯可能具有丰富的拓扑态。
2017-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Excitonic mass gap in uniaxially strained graphene
我们研究了单轴应变石墨烯中各向异性狄拉克费米子之间的库仑相互作用导致激子质量间隙自发产生的条件。在Hartree-Fock平均场和静态随机相位近似下，质量间隙方程被实现为自洽的自能解。它不仅取决于动量，由于长程性质的相互作用，但也对单轴应变的存在所造成的速度各向异性。我们解决了非线性积分方程自洽进行大规模的数值计算上的可变网格大小。我们评估的质量间隙在电荷中性（狄拉克）点作为无量纲的耦合常数和各向异性参数的函数。我们还得到了临界耦合的相图，在那里的间隙成为有限的，对速度各向异性。我们的数值研究表明，随着单轴应变的增加，在石墨烯的临界耦合的强度降低，这表明各向异性支持激子质量间隙在石墨烯中的形成。
2017-06-14 cond-mat.str-el
Topological insulators in strained graphene at weak interaction
讨论了应变非掺杂石墨烯中电子间弱相互作用时电子基态的性质。在提供了应变诱导轴向磁场的晶格实现后，我们数值求解了无自旋费米子间弱次近邻排斥下时间反演对称性破缺量子反常霍尔序参量的自洽解.在均匀和非均匀轴向磁场中均得到了反常霍尔态，其序参量的空间分布与轴向磁场本身的序参量的空间分布相似。当包括电子自旋时，时间反转对称的反常自旋霍尔态在半填充时在能量上变得稍微优选，但是额外的反常霍尔分量应该在有限掺杂时发展。
2013-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Correlation-Driven Dimerization and Topological Gap Opening in Isotropically Strained Graphene
各向同性膨胀的石墨烯的相图不能通过忽略电子相关性或移动碳或施加应力的影响来正确预测，就像到目前为止所做的那样。本文采用一种精确的非格点量子Monte Carlo（QMC）关联方法计算了应变石墨烯的基态焓（而不仅仅是能量）。在低应变下的未扭曲半金属石墨烯（SEM）之后，多决定因素Heitler-London相关性稳定在$\simeq$ 8.5%和$\simeq$ 15%应变之间，达到绝缘凯库勒样二聚（DIM）状态。更接近结晶的共振价键比Peierls状态，DIM状态优于竞争的反铁磁绝缘（AFI）状态的密度泛函计算，我们在并行进行的青睐。DIM受应力的石墨烯绝缘体（其间隙被预测在接近15%应变的失效之前生长超过1eV）本质上是拓扑的，这意味着在某些条件下位于体能隙中的1D金属界面态。
2018-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of Landau level-like quantizations at 77 K along a strained-induced graphene ridge
最近的研究表明，石墨烯的电子结构可以通过应变来改变，并且预测石墨烯中的应变可以在局域态密度（LDOS）中诱导峰，其模仿在存在大磁场的情况下产生的朗道能级（LL）。在这里，我们报告扫描隧道光谱（STS）观察九个应变诱导峰在LDOS在77 K沿石墨烯脊时，石墨烯层从高度取向的热解石墨（HOPG）的样品裂解。这些峰的能量遵循无质量的“狄拉克费米子”（DF）在230 T的磁场中的LL的进展。本文的结果为在77K下实现零场量子类霍尔效应提供了一条可能的途径。
2011-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic field induced inequivalent vortex zero modes in strained graphene
在磁场的存在下，在应变石墨烯中构造了具有不同绝缘阶的U（1）对称大质量涡旋的Dirac谱中的零能态.一个反铁磁和量子自旋霍尔阶的易平面涡旋拥有两个零能态，然而，有两个不同的长度尺度。这种不等价的零模会导致振荡电荷和磁化，它们通常的量子化只有在远离涡核的地方才能恢复。否则，这些零模式可以通过调节两个场的相互强度而彼此离域。因此，可以有效地在涡核中束缚单个零模式。一个可能的实验设置，以捕捉签名的这一理论在真正的石墨烯，以及在光学蜂窝晶格提到。推广这种情况下与潜在的拓扑缺陷的凯库勒超导体可以本地化的缺陷核心附近的一个单一的马约拉纳模式。
2012-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Work function, deformation potential, and collapse of Landau levels in strained graphene and silicene
我们进行了系统的{ \it ab initio}研究的功函数和它的均匀应变依赖石墨烯和硅烯的拉伸和压缩应变。还计算了与扶手椅和锯齿形应变相关的泊松比。基于这些结果，我们得到的变形势，应变电子学的关键，作为施加的应变的函数。此外，我们提出了一个特殊的实验装置与一个特殊的应变配置，只产生电场，而伪磁场是缺席。然后，施加一个真实的磁场，人们应该能够在实验上实现石墨烯或相关二维材料中朗道能级崩溃的壮观现象。
2020-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Gap generation and phase diagram in strained graphene in a magnetic field
在一个具有接触相互作用的低能有效模型中，研究了单层石墨烯中Dirac准粒子在恒定磁场和伪磁场中的能隙方程，其中伪磁场是由应变引起的.通过对能隙方程的解进行分析，在最低朗道能级近似下，得到了系统在赝磁和平行磁场平面内的相图。三个量子霍尔态，铁磁，反铁磁和倾斜反铁磁，实现在相图的不同区域。发现相图的结构对某些四费米子相互作用耦合的符号和值敏感，这些耦合破坏了模型的近似自旋值SU（4）对称性。
2015-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Landau levels in curved space realized in strained graphene
Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics（鲁道夫·皮尔斯理论物理中心）；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）；Brown Theoretical Physics Center and Department of Physics, Brown University（布朗大学布朗理论物理中心及物理系）
本文通过应变石墨烯中的紧束缚模型推导出低能哈密顿量，与曲空间Dirac方程匹配，验证了曲空间量子反常霍尔效应的Landau能级谱。
2021-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Interaction-driven topological insulator states in strained graphene
石墨烯的电子性质可以通过机械变形来操纵，这为在新的机制和新的器件应用中研究狄拉克费米子开辟了前景。某些自然的应变配置产生大的几乎均匀的伪磁场，其在两个谷中具有相反的符号，并且产生平坦的自旋和谷简并的伪朗道能级（PLL）。本文研究了均匀磁场作用下应变石墨烯中库仑相互作用的影响。我们发现，自旋/谷简并的PLL得到解除的相互作用，从而产生拓扑绝缘体样的国家。特别是，当非零PLL被四分之一或四分之三填充时，会出现自发打破时间反转对称性的反常量子霍尔态。在半满PLL中，弱的自旋轨道相互作用稳定了时间反转对称的量子自旋霍尔态。这些多体状态的特点是量子化的电导和持久的高温标度设置的库仑相互作用，我们估计是几百开尔文在适度的应变值。分数填充时，出现了打破谷对称性的分数量子霍尔态。这些结果为在介观石墨烯中实现稳健的拓扑绝缘体态提供了一条新的途径。
2011-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Zero-modes and global antiferromagnetism in strained graphene
报道了应变石墨烯中Hubbard哈密顿量的一种新的磁基态。当化学势接近狄拉克点时，即使在弱的Hubbard相互作用下，基态也局部地表现出Néel和铁磁两种有序。尽管Néel序参量在整个系统中保持相同的符号，但边界处的磁化强度与体相的符号相反。这样，总的磁化强度就消失了，磁性的基态在整体上只是一个反铁磁体。这种特殊的排序源于应变诱导的单粒子零能态的性质，它支持在一个子晶格的蜂窝晶格在散装，并在另一个子晶格的边界附近的有限系统。我们通过序参量的自洽数值计算以及均匀和非均匀应变蜂窝晶格中的哈伯德模型的蒙特卡罗模拟来支持我们的主张。本结果与存在真实磁场（以及塞曼耦合消失）的相同哈伯德模型的磁基态形成对比，该磁场完全是Néel有序的，系统中到处都是零局部磁化。
2014-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Untwisting moiré physics: Almost ideal bands and fractional Chern insulators in periodically strained monolayer graphene
近年来，莫尔系统已经成为研究强相关性的丰富平台。在这里，我们将讨论一个简单的，实验上可行的设置基于周期性应变石墨烯，再现扭曲莫尔异质结构的几个关键方面-但不引入扭曲。我们考虑单层石墨烯片受到周期为$L_M \gg a$的$C_2$ -断裂周期性应变诱导伪磁场（PMF）以及相同周期的标量势。该系统具有{ \it几乎理想}平坦带，其具有谷分辨陈数$\pm 1$，其中与理想带几何形状的偏差在无量纲比$(L_M/l_B)^2$中解析地控制并且指数地小，其中$l_B$是对应于PMF的最大值的磁长度。此外，标量势可以将带宽调节到远低于库仑尺度，使其成为一个非常有前途的强相互作用拓扑相平台。利用强耦合理论和自洽Hartree Fock方法，我们发现了整数填充下的量子反常Hall态。在分数填充，精确对角化揭示了一个分数陈绝缘体在实验可行的范围内的参数。总的来说，我们发现，该系统具有更大的相互作用引起的差距，更小的准粒子色散，和增强的可调谐性相比，扭曲的石墨烯系统，即使在其理想的限制。
2022-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exploring Novel Quantum Criticality in Strained Graphene
应变调谐越来越被认为是一个干净的调谐参数，以诱导量子物质的新行为。出于应变石墨烯高达$20$ %的可能性，我们调查新的量子临界由于应变诱导的各向异性能带结构和临界反铁磁自旋波动（AFSF）之间的相互作用，在这种设置。我们详细介绍了这种相互作用如何驱动$(i)$之间的Dirac半金属非相干赝隙金属相关的绝缘体作为应变的函数（$ε$）的量子相变（QPT），和$(ii)$临界AFSF驱动的发散极化率在临界应变附近（$ε_{c}$）表现为磁热膨胀和Grüneisen系数的临界奇异性。在大应变的相关带绝缘体提供实现的二维二聚自旋单重态由于这种相互作用，我们认为如何掺杂这样的绝缘体可以导致自旋-电荷分离的金属，导致异常的金属性和可能的非常规超导性。在更广泛的方面，我们的工作有助于说明应变调谐量子材料可实现的新状态的范围。
2016-11-14 cond-mat.str-el
Interaction-Enhanced Topological Hall Effects in Strained Twisted Bilayer Graphene
我们分析了长程库仑相互作用对紧密排列在六方氮化硼（hBN）上的扭曲双层石墨烯（TBG）电荷中性附近能带的Berry曲率分布的影响.由于窄带的色散被抑制，能带结构被电子-电子相互作用强烈重整化，因此，带的相关拓扑性质对填充敏感。使用Hartree形式主义，我们计算的线性和非线性霍尔电导率，并发现，对于某些填充物，远程频带的霍尔电流的贡献很大，而从中央频带的贡献被抑制。特别是，我们发现，这些电流是一般实质性的能量区域附近的频带高度相互纠缠，往往具有掺杂诱导的带反转。我们的研究结果表明，TBG/hBN中的拓扑输运是由电子-电子相互作用，这提供了一个简单的解释，最近的实验结果进行了实质性的修改。
2022-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Antiferromagnetism and competing charge instabilities of electrons in strained graphene from Coulomb interactions
本文以石墨烯为模型，研究了具有短程和长程密度-密度相互作用的半填充蜂窝晶格上电子的量子多体基态。为此，我们采用最近开发的截断统一功能重整化群（TU-fRG）的方法，它允许一个高分辨率的相互作用顶点的波矢依赖。我们连接到以前的晶格量子Monte Carlo（QMC）的结果，预测稳定的半金属相的现实\emph{ab initio}相互作用参数，并确认有限的双轴应变的应用程序可以诱导量子相变向有序的基态。与晶格QMC模拟相反，TU-fRG在紧束缚和相互作用参数的选择上不受限制，以避免符号问题的发生。因此，我们还研究了一系列与现实石墨烯材料相关的参数，这些参数无法通过数值精确方法获得。虽然过多的电荷密度波下出现中程相互作用，我们发现反铁磁自旋密度波是流行的不稳定性长程相互作用。我们进一步探讨了扩展的紧束缚哈密顿与第二近邻跳跃和有限的化学势的石墨烯的$p_z$电子的能带结构的更准确的描述的影响。
2017-10-05 cond-mat.str-el
In-plane orbital magnetization as a probe for symmetry breaking in strained twisted bilayer graphene
三种对称性防止石墨烯的扭曲双层在不存在磁场的情况下产生面内自发磁化-时间反转对称性、$C_2$对$π$旋转的对称性以及$C_3$对$2π/3$旋转的对称性。相反，实验和理论表明，在一定的电子密度下，时间反转和$C_2$对称性自发地被破坏，而$C_3$对称性经常由于应变而被破坏。我们表明，在平面内的轨道磁化是一个非常敏感的探针，同时打破这三个对称性，表现出令人惊讶的大值（一个玻尔磁子的顺序每摩尔晶胞）谷极化状态在相当小的值的异质应变。我们将这些大值归因于单个Bloch态的特征磁化强度的大幅度，我们发现这反映了单层石墨烯的快速狄拉克速度，而不是扭曲双层的缓慢速度。这些大的值被迫相互抵消谷对称状态，但取消不会发生在谷极化状态。我们的分析进行了非相互作用的电子和简化的Hartree-Fock框架内。
2021-12-29 cond-mat.mes-hall 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
Heteromoiré Engineering on Magnetic Bloch Transport in Twisted Graphene Superlattices
当晶格周期性与磁场长度相当时，受到施加的磁场的局域电子可以重新开始以离域磁布洛赫态（MBS）自由地穿过晶格传播。具有莫尔波长可调谐性的扭曲石墨烯超晶格能够以可控的方式实验性地获得独特的离域。在这里，我们报告的观察和表征的高温布朗扎克（BZ）振荡来在两种类型，1/B和B周期性，起源于整数和分数MBSs的生成，在扭曲的双层和三层石墨烯超晶格，分别。在小角度扭曲的双层石墨烯中，可以观察到不同莫尔波长的共存的1/B振荡，这可能是由角度无序诱导的面内异质莫尔超晶格引起的。此外，在双扭曲三层石墨烯中的异质超晶胞的垂直堆叠导致超大尺寸的超晶格。奇异超晶格的存在对磁Bloch输运起主导作用，并对磁Bloch输运起主导作用。
2022-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theory of unconventional quantum Hall effect in strained graphene
我们通过理论论证和数值计算表明，当受到磁场（B）和应变时，石墨烯识别出量子化霍尔电导率的非常规序列。后者产生时间反演对称的伪/轴向磁场（b）。单电子谱由位于$\pm \sqrt{2 n |b \pm B|}$、$n=0, 1, 2, \cdots$的两组相互贯穿的朗道能级（LL）组成。对于$b>B$，这两组LL具有相反的\emph{chiralities}，导致在电子和空穴掺杂系统中分别在0和$\mp 2 e^2/h$之间的{ \em振荡}霍尔电导率，因为化学势在中性点附近被调谐。电子-电子相互作用稳定了各种相关的基态，自旋极化，量子自旋霍尔绝缘体在中和点附近，并可能在无公度填充$\sim B$的异常霍尔绝缘相。这种对称性破缺的基态与无应变时的基态既有相似之处，又有显著的不同。对于现实的磁场和相互作用的强度，我们提出了缩放的相互作用引起的间隙为零朗道水平内的各种霍尔状态。
2013-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
