Interaction range and temperature dependence of symmetry breaking in strongly correlated two-dimensional moiré transition metal dichalcogenide bilayers
我们从理论上考虑二维莫尔过渡金属二硫属化物(TMD)双层,这是强相关的意义上说,现场库仑相互作用是可比或大于莫尔晶格网站之间的跳跃动能。该系统在电荷扇区和Isosin扇区中容纳了许多对称破缺的基态,填充方式为1/2、1/3、1/4、2/3等。我们研究了对称破缺与(1)电子-电子相互作用范围、其原则上可以通过附近的栅极和介电环境实验性地控制,以及(2)温度,其可以在高于临界温度的情况下热抑制对称性破缺。实验的理论影响进行了讨论。
2022-01-18 cond-mat.str-el
Topological multiferroic order in twisted transition metal dichalcogenide bilayers
层状范德华材料已经成为人工设计相关物质状态的强大平台。在这里,我们显示了一个扭曲的双硫属双层超晶格在四分之一填充的多铁性秩序的出现。我们表明,库仑相互作用之间的竞争导致同时出现亚铁磁和铁电订单。我们推导出该系统的磁电耦合,这导致了一个直接的强耦合之间的电荷和自旋订单。我们发现,由于内在的自旋轨道耦合效应,电子结构显示出非零的陈数,从而显示出拓扑多铁性秩序。我们发现,这种拓扑状态引起的界面模式在不同的磁性和铁电畴的多铁性。我们证明,这些拓扑模式可以调谐与外部电场,以及由衬底产生的超莫尔效应触发。我们的研究结果提出扭曲范德华材料作为一个潜在的平台,探索多铁性对称性破缺订单,并最终,可控的拓扑激发磁电域。
2022-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital Magnetization of Correlated States in Twisted Bilayer Transition Metal Dichalcogenides
University of Washington(华盛顿大学);Pacific Northwest National Laboratory(太平洋西北国家实验室)
研究双层过渡金属二硫化物中相关态的轨道磁化,通过扩展现代轨道磁化理论,结合Hartree-Fock态,揭示轨道磁化与扭曲角的非单调依赖关系。
2026-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Leaky exciton condensates in transition metal dichalcogenide moiré bilayers
我们表明,当激子在具有间接带隙的材料中形成玻色-爱因斯坦凝聚体时产生的“暗凝聚体”对于光发射并不完全黑暗。相反,这种状态是“泄漏凝聚”,其中光发射是由多体相互作用促进的。我们分析了这些泄漏的凝聚物的性质的上下文中的扭曲的双层过渡金属dichalcogenides,主机强烈相互作用的激子和间接的带隙。我们表明,这种相互作用驱动的“泄漏”发射在低温下占主导地位的光致发光,具有鲜明的定性特征。最后,我们提出,在这些材料中,独特的谷间物理可以导致晶体的破坏激子有序,与光学过程的影响。
2022-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anomalous Hall metal and fractional Chern insulator in twisted transition metal dichalcogenides
本文预测扭曲过渡金属硫族化合物同质双层中由库仑相互作用驱动的伊辛铁磁性,发现完全自旋极化半金属具有自旋能隙并表现出反常霍尔效应,且在魔角附近1/3填充下可能转变为电荷密度波或分数量子霍尔绝缘体。
2022-07-18 cond-mat.str-el
Magic in twisted transition metal dichalcogenide bilayers
具有扭曲二维结构的长波长莫尔超晶格已经成为强关联电子物理研究的一个高度可调的平台。本文采用第一性原理密度泛函理论、连续介质模型和Hartree-Fock近似相结合的方法,研究了扭曲过渡金属双硫族化合物均质膜中的莫尔带,重点研究了WSe $_2$在小扭曲角下的莫尔带.我们揭示了丰富的物理在小扭曲角$θ<4^\circ$,并确定一个特定的魔角,在该顶部价莫尔带实现几乎完美的平坦度。在这个魔角附近,我们预测实现了一个广义的凯恩-梅勒模型的拓扑平带,相互作用驱动的Haldom绝缘体,和莫特绝缘体在每个莫尔晶胞填充一个孔。平坦色散和魔角附近Berry曲率的均匀性的结合为在分数填充下实现分数量子反常霍尔效应提供了希望。我们还确定了扭转角有利于量子自旋霍尔绝缘体和相互作用诱导的量子反常霍尔绝缘体在其他整数填充。
2021-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multiferroicity and Topology in Twisted Transition Metal Dichalcogenides
该研究通过精确对角化分析扭曲过渡金属二硫化物的拓扑平带相互作用效应,发现长程库仑排斥下陈绝缘体会转变为铁电铁磁共存的多铁序,为多铁性研究和磁电调控提供新平台。
2024-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable magnetism in bilayer transition metal dichalcogenides
该研究通过密度泛函理论计算发现,扭转和层间距变化可调控双层1T-VX₂的磁态,扭转结构的相变临界压力更低,为构建可调二维磁体提供了简便方法。
2024-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-orbit correlations and exchange-bias control in twisted Janus dichalcogenide multilayers
Janus dichalcogenide多层膜提供了一个范例平台,工程师的自旋轨道耦合为主的电子现象。它们独特的自旋-轨道效应源于每一层中的局部镜像对称性破缺,与常规的二硫族化物对应物相比,这引起了巨大的Rashba自旋-轨道效应。在这里,我们提出了扭曲的双硫族化合物双层膜作为一个简单的平台,实现自旋轨道相关态。我们证明了具有强自旋动量锁定的平坦带的出现和非共线对称破缺态的出现时,相互作用。我们进一步表明,对称性破缺状态可以通过磁性衬底来控制,强烈影响莫尔晶胞的非共线磁性织构。我们的研究结果提出了扭曲Janus多层膜作为一个强大的平台,探索自旋轨道相关物理,并突出了磁性基板的多功能性,以控制非常规的莫尔磁性。
2021-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hartree-Fock study of the moiré Hubbard model for twisted bilayer transition metal dichalcogenides
扭曲双层过渡金属二硫属化物已经成为相关电子物理研究的重要模型系统,因为它们的相互作用强度、载流子浓度、能带结构和反转对称性破缺可以通过器件制造、扭曲角以及最重要的是可以原位改变的栅极电压来控制。这些材料中的一些材料的低能物理已经被证明是由“莫尔哈伯德模型“描述的,该模型通过添加强的、可调谐的自旋轨道耦合和反转对称性破缺而从通常的哈伯德模型推广而来。在这项工作中,我们使用Hartree-Fock近似达到一个全面的理解莫尔哈伯德模型的平均场水平。我们确定的磁性和金属-绝缘体相图,并评估自旋轨道耦合,反转对称性破缺,和可调范霍夫奇异性的影响。我们还考虑了自旋和轨道的作用磁场。这项工作为实验提供了指导,并为超越平均场计算奠定了基础。
2021-08-31 cond-mat.str-el
Quasi-one-dimensional taco-shaped bands in large-angle twisted bilayer transition metal dichalcogenides
Department of Physics and Center for Complex Quantum Systems, The University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校物理系与复杂量子系统中心)
在大角度扭折双层过渡金属二硫化物中,发现准一维餐盘状能带,源于Λ谷的最优层间杂化,实现方向性能带展平,为关联现象提供新平台。
2025-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pair-density-wave and chiral superconductivity in twisted bilayer transition-metal-dichalcogenides
本研究通过重整化群分析,理论揭示了转角双层TMD在电场与弱塞曼场下可实现陈数为1、2、4的手性超导及自旋极化PDW态,后者可被STM探测且能产生自旋极化超导二极管效应。
2022-10-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Signatures of bilayer Wigner crystals in a transition metal dichalcogenide heterostructure
维格纳晶体,一种由强关联效应产生的规则电子晶格,是最早预测的集体电子态之一。这种多体状态表现出量子和经典相变,并已被提出作为量子信息处理应用的基础。在半导体平台中,二维维格纳晶体在磁场或基于莫尔的晶格势下被观察到,其中电子动能被强烈抑制。在这里,我们报告双层维格纳晶体的形成没有一个磁场或限制场在原子级薄的MoSe $_2$双层分离的六方氮化硼。我们观察到强大的相关绝缘态形成在对称(1:1)和非对称(4:1和7:1)电子掺杂的两个MoSe $_2$层在低温下的光学签名。我们将这些特征归因于双层维格纳晶体,该双层维格纳晶体由每层中的两个相称的三角形电子晶格形成,通过层间相互作用稳定。这些双层Wigner晶相是非常稳定的,并且在高达$6 \times10^{12}$ cm $^{-2}$的临界电子密度以上和约40 K的温度下经历量子和热熔融转变。我们的研究结果表明,原子薄半导体为实现强相关电子态、探测其电子和磁相变以及开发量子电子学和光电子学中的新应用提供了一个有前途的新平台。
2020-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Bilayer Twisted Hubbard Model for Sr3Ir2O7
采用双层扭曲哈伯德模型研究了Sr 3 Ir 2 O 7的低能电子结构。Sr_3Ir_2O_7被认为是一种莫特绝缘体,并可用双层扭曲赝自旋1/2模型来描述。Sr_3Ir_2O_7中的双层扭曲带来了本征各向异性,系统不再是SU(2)不变的。各向异性选择一个容易的c轴共线反铁磁磁结构在低温下,打破了离散伊辛对称性。横向自旋激发是带隙的,纵向自旋激发是弱色散的。我们实现键算子平均场计算来描述的双层扭曲赝自旋1/2模型的磁性能与实验测量Sr 3 Ir 2 O 7。双层扭曲哈伯德模型被认为是Sr 3 Ir 2 O 7的低能电子结构的良好的零阶近似。
2012-10-06 cond-mat.str-el
Magic distances in twisted bilayer graphene
Università della Calabria(卡拉布里亚大学);INFN, sezione LNF, Gruppo Collegato di Cosenza(意大利国家核物理研究所,拉纳蒂尼实验室,科森扎联合小组)
研究通过映射任意堆叠双层石墨烯到魔角双层石墨烯等价类,利用连续模型推导等价关系并扩展到紧束缚方法,展示在密度泛函理论中高效研究魔角物理的途径。
2026-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum Phases in Twisted Homobilayer Transition Metal Dichalcogenides
School of Physics and Technology, Wuhan University(武汉大学物理科学与技术学院);Wuhan Institute of Quantum Technology(武汉量子技术研究院);Department of Physics, University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校物理系)
研究扭曲同层过渡金属二硫化物中的量子相,揭示其拓扑带结构、电子相互作用和对称性破缺等机制,探索强相关和拓扑相的物理特性。
2025-09-09 cond-mat.str-el
Effect of bilayer stacking on the atomic and electronic structure of twisted double bilayer graphene
扭曲双层石墨烯最近成为一种有趣的莫尔材料,其表现出强相关现象,可通过施加电场进行调谐。在这里,我们研究了三种不同的石墨烯双层结构的原子和电子性质:由两个AB双层结构组成的双层结构(AB/AB),由两个AA双层结构组成的双层结构(AA/AA)以及由一个AB和一个AA双层结构组成的异质结构(AB/AA)。原子结构是用经典力场确定的。我们发现,双层双层的内层表现出显着的面内和面外弛豫,类似于扭曲的双层石墨烯。外层的弛豫取决于堆叠:AB双层中的原子遵循内层的弛豫,而AA双层中的原子试图避免较高能量的AA堆叠。对于弛豫结构,我们用紧束缚方法计算了电子能带结构。所有双双层在小扭转角下均表现出平坦带,但带的形状敏感地取决于外层的堆叠。为了获得进一步的了解,我们研究的能带结构的演变,外层是刚性地远离内层,同时保持其原子弛豫。这表明与外层的杂交导致内层平带流形的额外平坦化。我们的研究结果建立了AA/AA和AB/AA扭曲双层膜作为有趣的莫尔材料与不同的平带物理相比,广泛研究的AB/AB系统。
2020-10-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Kagome chiral spin liquid in transition metal dichalcogenide moiré bilayers
本文针对过渡金属二硫化物莫尔双层在 3/4 填充下形成的笼目电荷序,推导有效自旋模型,并通过密度矩阵重整化群模拟证明 WSe2/WS2 可实现手性自旋液体和笼目自旋液体,为研究自旋液体物理提供了新平台。
2023-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Gate-Tunable Fractional Chern Insulators in Twisted Double Bilayer Graphene
我们预测扭曲的双层石墨烯是一个多功能的平台,实现分数陈绝缘体容易通过调整栅极电位和扭曲角为目标。值得注意的是,这些拓扑有序的物质状态,包括自旋单重态Halperin状态和自旋极化态的陈数$\mathcal C=1$和$\mathcal{C}= 2$带,发生在高温下,而不需要外部磁场。
2021-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Flat bands in twisted bilayer transition metal dichalcogenides
材料的晶体结构产生电子移动通过的周期性电势,从而产生材料的电子能带结构。当二维材料被堆叠时,层之间的扭转角成为所得异质结构的附加自由度。当这个角度改变时,电子能带结构被修改,导致具有局域态和增强的电子相关性的平坦带的可能性。在过渡金属二硫属化物中,理论上已经预测在约0和60度的扭转角范围内对于长莫尔波长出现平带,从而提供比魔角扭转双层石墨烯宽得多的通用性。在这里,我们显示了存在一个平带的电子结构中的3°和57.5°扭曲双层WSe 2样品使用扫描隧道光谱。在平带能量处波函数的直接空间映射表明,平带在3°和57.5°处的局域化不同,与第一原理密度泛函理论计算非常一致。
2020-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Strong Electronic Correlation Originates from the Synergistic Effect of Large Moiré Cell and Strong Interlayer Coupling in Twisted Graphene Bilayer
采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了具有特定扭曲角和层间距的扭曲双层石墨烯的电子性质。随着扭转角的减小(晶胞变大),能带变窄,库仑排斥增大,导致电子关联增强;另一方面,随着层间距的减小,层间耦合变强,关联增强。通过调节层间耦合,我们可以在扭曲双层石墨烯的中等尺寸莫尔盒中实现带宽小于0.01 eV的强关联态。这些结果表明,扭曲双层石墨烯中的电子关联强度与两个因素密切相关:晶胞尺寸和层间距离。由此可以得出结论,扭曲双层石墨烯中的强电子关联源于大尺寸莫尔盒和强层间耦合对其电子结构的协同作用。
2019-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Engineering Tunable Kagome Moiré Superlattices in Twisted Transition Metal Dichalcogenides
The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学)
本文提出利用过渡金属二硫化物的扭曲三层结构构建可调Kagome莫尔超晶格的实验方案,可通过扭转角与静电门控调控相关特性,为研究强关联与拓扑现象提供新平台。
2026-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Moiré-modulated $Γ$ valley in twisted bilayer and twisted double-bilayer MoTe$_2$
Tsinghua University(清华大学);Beijing Tsinghua Institute for Frontier Interdisciplinary Innovation(北京清华交叉信息研究院);Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学);National Institute for Materials Science(国立研究开发法人物质·材料研究机构);Synchrotron SOLEIL(SOLEIL同步辐射中心);Diamond Light Source Ltd(钻石光源有限公司);Institute for Advanced Study, Tsinghua University(清华大学高等研究中心);Frontier Science Center for Quantum Information(量子信息前沿科学中心)
研究通过直接可视化扭曲双层和扭曲双层MoTe₂中Γ谷的电子结构,揭示了扭角调制对晶格松弛和层间相互作用的影响。
2025-12-18 cond-mat.str-el
Correlated Insulators in Twisted Bilayer Graphene
在石墨烯双层上的实验,其中顶层相对于下面的一层旋转,当莫尔带被部分填充时,显示出绝缘行为。我们计算了这些相位中的电荷分布,并估计了激发能隙。
2021-01-18 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
Twisted Kitaev Bilayers and the Moiré Ising Model
近年来,已经有许多扭曲双层系统的例子,其具有在其未扭曲的对应物中没有发现的显著物理性质。受此启发,我们研究了阿贝尔自旋液相中Kitaev蜂窝模型扭曲双层膜的性质。我们发现,对于强,短程,层间相互作用,非阿贝尔缺陷的超晶格形式的扭曲双层系统。这些非阿贝尔缺陷是类似虫洞的基因子,允许任意子从一层隧穿到另一层。我们发现,当外加磁场时,扭曲双层膜系统的低能动力学可以映射到四个量子伊辛模型上,这些模型是由缺陷的自由度引起的.在小扭转角下,伊辛模型处于平凡顺磁相,而在大扭转角下,它们处于铁磁相。
2019-10-23 cond-mat.str-el
Observation of Γ-valley moiré bands and emergent hexagonal lattice in twisted transition metal dichalcogenides
由于莫尔超晶格中具有比荷分布的低能莫尔带,扭曲范德华异质结构被认为是实现可控量子模型的凝聚态平台。在这里,结合角分辨光电子能谱与亚微米空间分辨率(μ-ARPES)和扫描隧道显微镜(STM),我们进行了系统的研究的电子结构的5.1°扭曲双层WSe 2主机相关绝缘和零电阻状态。有趣的是,与人们的预期相反,在μ-ARPES测量中仅在Γ谷而不是K谷观察到莫尔带;相应地,我们的STM测量清楚地识别了与Γ谷莫尔带相关的莫尔长度尺度上的真实空间蜂窝状和Kagome状电荷分布。这些结果不仅揭示了扭曲过渡金属双硫族化合物中不寻常的谷相关莫尔修正电子结构,而且强调了Γ-谷莫尔带作为探索不同能量尺度下涌现蜂窝和Kagome晶格中强关联物理的一个有前途的平台。
2022-05-27 cond-mat.str-el
Electromagnetic response and emergent topological orders in transition metal dichalcogenide MoTe$_2$ bilayers
本研究以扭曲双层MoTe₂为对象,探究垂直磁电联合调控下其电子结构与拓扑序,发现低/高扭曲角相的不同拓扑能带特征,通过连续模型揭示分形谱与复合费米子拓扑态,电场可诱导相变并提出分数量子自旋霍尔态描述途径。
2025-08-26 cond-mat.str-el
Dynamical Mean Field Theory of Moiré Bilayer Transition Metal Dichalcogenides: Phase Diagram, Resistivity, and Quantum Criticality
我们提出了一个全面的动态平均场研究的三角晶格莫尔哈伯德模型,这被认为是代表莫尔双层过渡金属二硫属化物的物理。在这些材料中,能带结构的重要方面,包括带宽和van Hove奇点的顺序和位置,可以通过改变层间电位来调整。我们提出了一个磁性和金属-绝缘体相图和电阻率的温度,带填充和层间电位的依赖关系的详细研究。我们发现在相图的不同区域,输运表现出费米液体、奇异金属和量子临界行为。具体地说,我们发现,立方根范霍夫奇点($ρ(ε) \sim|ε|^{-1 / 3}$)给出了一个奇怪的金属行为与$T$ -线性散射率和$ω/T$标度。我们展示了磁序如何影响电阻率。我们的结果阐明了最近在扭曲的同质双层WSe $_2$和异质双层MoTe $_2$ /WSe $_2$实验中观察到的关联态和金属-绝缘体连续跃迁的物理性质。
2022-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exchange-bias controlled correlations in magnetically encapsulated twisted van der Waals dichalcogenides
扭曲范德华材料已经成为实现奇异关联态的一个典型平台。在这里,我们表明,扭曲的二硫属化物双层(WSe $_2$)之间的磁性范德华材料(CrBr $_3$)封装功能与可调谷和自旋风味的平带。我们证明,当电子-电子相互作用,自旋铁磁和谷铁磁状态出现在平坦的带,源于相互作用,内在的自旋轨道耦合和交换邻近效应之间的相互作用。我们表明,特定的对称性破缺状态是由相对排列的磁化封装,展示了交换偏置控制的相关态的出现。我们的研究结果提出了一种新的范德华异质结构,其中对称性破缺态来自扭曲工程,自旋轨道耦合和交换邻近之间的真正相互作用,为探索物质的奇异集体态提供了一个强有力的起点。
2020-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kondo effect and its destruction in hetero-bilayer transition metal dichalcogenides
本文利用slave spin方法研究AB堆叠异质双层过渡金属二硫化物中栅压调控的近藤效应,发现相互作用使d轨道填充被锁定为νd≈1,并解释了高相干温度尺度的来源。
2024-02-28 cond-mat.str-el
Measurements of Correlated Insulator Gaps in a Transition Metal Dichalcogenide Moiré Superlattice
本研究利用微波阻抗显微术并借助石墨烯 Landau 量子化,直接测量双栅 WS2/WSe2 莫尔双层中多种关联绝缘态的热力学能隙,发现其对外加电场不敏感。
2023-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dynamic Moiré Potentials and Robust Wigner Crystallization in Large-Scale Twisted Transition Metal Dichalcogenides
Hefei National Research Center for Physical Sciences at the Microscale, and Hefei National Laboratory, University of Science and Technology of China(中国科学技术大学合肥国家物理科学(微观)研究中心和合肥国家实验室);Graduate School of Science and Technology, Keio University(庆应义塾大学理工学部研究生院);Keio University Sustainable Quantum Artificial Intelligence Center (KSQAIC), Keio University(庆应义塾大学可持续量子人工智能中心);State Key Laboratory of Precision and Intelligent Chemistry, Department of Chemical Physics, and Anhui Center for Applied Mathematics, University of Science and Technology of China(中国科学技术大学精密与智能化学国家重点实验室、化学物理系和安徽应用数学中心)
研究通过机器学习方法结合第一性原理计算,揭示了低温度晶格振动对莫尔势井深度和电子局域态形成的影响,发现威格纳晶格化和kagomé态的鲁棒性。
2026-04-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.chem-ph
General continuum model for twisted bilayer graphene and arbitrary smooth deformations
我们提出了一个简单的推导出一个连续的哈密顿双层石墨烯与任意光滑的晶格变形-技术上的方式参数化位移场具有小梯度。我们发现,这包含了Bistritzer和Macdonald扭曲双层石墨烯的连续模型以及它的许多推广和扩展。推导完全在实空间中进行。
2019-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Stoner instabilities and Ising excitonic states in twisted transition metal dichalcogenides
通过扭转WSe2的磁输运测量,发现公度性之外存在两个新关联电子相:范霍夫奇点驱动的反铁磁金属和重入磁场驱动的Ising激子绝缘体。
2024-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
High-order nonlinear optical response of a twisted bilayer graphene
针对最小公度结构的扭曲角,我们对强激光场作用下扭曲双层石墨烯(TBG)中的电子动力学进行了非微扰计算。我们发现,TBG具有丰富的高次谐波产生,不能发生在单层或传统的双层。我们通过分析动力学对称性、动量分辨动力学和层间耦合的作用来阐明这些非线性响应的机制。我们的研究结果意味着非线性“光扭转电子学”,或控制人工扭曲的层状材料的光学特性。
2020-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic localization in twisted bilayer MoS$_2$ with small rotation angle
已知莫尔图案限制过渡金属二硫属化物双层中的电子状态,因此将在扭曲双层石墨烯中发现的魔角概念推广到半导体。在这里,我们提出了一个修订后的Slater-Koster紧束缚模型,有利于第一个可靠的和系统的研究,这种状态在扭转双层MoS $_2$的整个范围内的旋转角度$θ$。我们发现,孤立带出现在低能量的$θ\lesssim 5 - 6^\circ$。此外,对于最小的角度$θ\lesssim 2^\circ$,这些带变成“平带”,其特征在于平均速度为零。
2020-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Superconductivity in twisted transition metal dichalcogenide homobilayers
针对两个小组首次观测到的扭曲WSe₂双层超导性,本研究通过连续能带模型和唯象玻色子介导吸引作用,发现谷间层内配对主导且有效吸引强度一致,揭示其普适玻色子诱导配对机制。
2025-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Flat and tunable moire phonons in twisted transition-metal dichalcogenides
该研究以扭曲过渡金属二硫化物同质双层膜为对象,发现电场可调控非中心对称材料莫尔超晶格的声子色散,得到软化相子模与平坦光学声子模,揭示其手性特征并探讨对电子性质的影响。
2024-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Chiral limit and origin of topological flat bands in twisted transition metal dichalcogenide homobilayers
本文研究扭转TMD同质双层中拓扑平带的形成机制,通过有质量Dirac理论的手征极限揭示单层Berry曲率诱导的层-轨道耦合可产生非零Chern数的严格平带。
2024-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electrostatic interactions in twisted bilayer graphene
利用Hartree-Fock近似描述了扭曲双层石墨烯中长程静电相互作用的影响。结果表明,电子填充的带宽和形状的显着依赖性,并在许多密度,无论是谷/自旋极化,与破亚晶格对称性,或两者兼而有之的对称性破缺相的存在。
2021-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Twisted bilayered graphenes at magic angles and Casimir interactions: correlation-driven effects
以魔角扭曲的双层石墨烯是具有莫尔图案的长程周期性以及与单个石墨烯相关的短程周期性的系统。这种材料是一个肥沃的土壤,主要由电子相关性驱动的新状态。在这里,我们发现无处不在的卡西米尔力可以作为一个平台,用于宏观表现由魔角双层石墨烯性质及其由电子相关决定的相所产生的量子效应。通过对电子和光学响应的综合计算,我们发现Casimir力矩可以从Drude电导率中探测到处于基态的各向异性,而Casimir力中的排斥可以帮助识别魔角扭曲双层石墨烯中的拓扑非平凡相。
2022-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magic-angle Twisted Bilayer Systems with Quadratic-Band-Touching: Exactly Flat Bands with High-Chern Number
迄今为止,扭曲莫尔系统的研究主要集中在二维(2D)材料,如具有狄拉克点的石墨烯和过渡金属-二硫属化物。在这里,我们提出了一个扭曲的双层的二维系统,其功能稳定的二次带接触点,并找到异国情调的物理不同于以前研究的扭曲莫尔系统。具体来说,我们表明,完全平坦的带可以出现在魔角,更有趣的是,每个平坦的带表现出高陈数($C=\pm 2$)。我们进一步考虑了这种魔角扭曲系统中的库仑相互作用,发现在一定填充量下,基态支持量子反常霍尔效应,其霍尔电导率为量子化的$2\frac{e^2}{hc}$.此外,这种扭曲的双层系统的可能的物理实现将简要讨论。
2022-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Twisted bilayers of thin film magnetic topological insulators
近“魔角”的扭曲双层石墨烯(TBG)已经成为二维狄拉克半金属强关联态的丰富平台。在这里,我们表明,扭曲的双层薄膜磁性拓扑绝缘体(MTI)与大的面内磁化可以实现平带附近的二维狄拉克节点。使用一个简单的模型为薄膜的MTIs,我们推导出一个连续模型为两个这样的MTIs,扭转了一个小的角度相对于彼此。当磁化是在平面内,我们表明,层间隧穿项作为有效的$SU(2)$矢量势,这是已知的,导致TBG中的平带。我们表明,通过改变面内磁化,它是可能的扭曲双层MTI频带色散二次带触摸或平坦的频带,类似于TBG。如果实现,这个系统可以是一个高度可调的平台,强关联相的二维狄拉克半金属。
2022-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnon corner states in twisted bilayer honeycomb magnets
在玻色子系统中寻找具有拓扑保护的余维大于1的无隙边界态的高阶拓扑绝缘体引起了人们越来越多的兴趣。在这里,我们建立扭曲双层蜂窝磁铁作为一个新的平台托管二阶拓扑磁振子绝缘体(SOTMI)没有微调。我们采用一个简单的,最小的海森堡自旋模型来描述错位双层片的蜂窝铁磁磁体与一个大的相称扭曲角。我们发现,在这个双层系统中的高阶拓扑结构显示出显着的依赖于层间交换耦合。的SOTMI,具有拓扑保护的磁振子角状态,出现铁磁层间耦合,而扭曲的双层表现出的情况下,反铁磁层间耦合的节点相。
2023-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-triplet $f$-wave pairing in twisted bilayer graphene near 1/4 filling
我们采用双轨道哈伯德模型研究了蜂窝晶格上的扭曲双层石墨烯。用单模泛函重整化群理论研究了该模型在1/4带填充附近的性质。自旋三重态$f$波配对被发现从弱到中等耦合的局域相互作用的限制,并与洪德规则耦合和在中等动量的无公度自旋起伏。
2018-09-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Majorana zero modes in twisted transition metal dichalcogenides homobilayers
本研究基于扭曲过渡金属硫族化物同质双层拓扑莫尔平带,获得了多量子相图,并提出通过门控结结合超导与磁性相实现一维拓扑超导体及马约拉纳零模,构建无需外磁场的电可调平台。
2024-01-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Prediction of time-reversal-symmetry breaking fermionic quadrupling condensate in twisted bilayer graphene
最近的平均场计算表明,扭曲的双层石墨烯的超导态表现出的时间反演对称性的一个或一个自发击穿的顺序。材料的二维特性和相对于费米能的大的临界温度决定了材料应该具有显著的波动。我们使用蒙特卡罗模拟研究这些波动的影响。我们表明,在一个模型中提出的扭曲双层石墨烯有一个波动诱导的相位与四倍的费米子顺序为所有考虑的参数。这种四电子凝聚体,而不是超导性,显示了时间反演对称性的自发破缺。我们的研究结果表明,扭曲的双层石墨烯是一个特别有前途的平台,研究不同类型的冷凝物,超越了对冷凝物的范例。
2023-03-09 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phases of a phenomenological model of twisted bilayer graphene
我们提出了一个晶格尺度的双带广义哈伯德模型作为扭曲双层石墨烯电子结构的漫画。各种可能的对称性破缺相可以出现,包括轨道铁磁体相(一种轨道铁磁体)和轨道三重态自旋单线态超导相。关于超导电性的机制-我们提出了一个类似的超导电性在碱掺杂的C $_{60}$,其中违反洪德的第一规则起着核心作用。
2018-08-04 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
Superconductivity, correlated insulators, and Wess-Zumino-Witten terms in twisted bilayer graphene
最近对扭曲双层石墨烯的实验表明,高温母态具有无质量的狄拉克费米子和破缺的电子味对称性;超导性和相关绝缘体在较低温度下从这种母态出现。我们提出超导和相关绝缘订单连接的Wess-Zumino-Witten条款,使一个订单的缺陷包含另一个订单的量子和相关绝缘体的skyrmion起伏是一个“机制”的超导性。我们提出了一个全面的列表合理的低温订单,和父母的味道对称性破缺订单。先前表征的扭曲双层石墨烯的能带结构的拓扑性质在该分析中起着重要作用。
2020-12-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Flat-band spin density wave in twisted bilayer materials
针对二维扭曲双层材料磁性起源争议问题,研究采用自主开发的大规模电子结构计算方法,提出其磁性源于交换作用与能带色散比值增强诱导的自旋劈裂,为理解该体系磁性及相关关联效应提供了理论依据。
2023-07-18 cond-mat.other cond-mat.str-el physics.comp-ph
Tuning electron correlation in magic-angle twisted bilayer graphene using Coulomb screening
控制相互作用强度的能力对于研究从相关费米子系统中出现的量子现象至关重要。例如,同位素效应说明了电子-声子耦合对超导电性的影响,为BCS理论提供了重要的实验支持。在这项工作中,我们报告了一种新的器件几何形状,其中魔角扭曲双层石墨烯(tBLG)被放置在靠近Bernal双层石墨烯(BLG)由3 nm厚的屏障隔开。使用来自Bernal双层的电荷屏蔽,可以连续地调谐扭转双层内的电子-电子库仑相互作用的强度。输运测量表明,调谐库仑屏蔽对绝缘态和超导态有相反的影响:由于库仑相互作用被屏蔽削弱,绝缘态变得不那么健壮,而超导性的稳定性增强。我们的结果表明,能够直接探测库仑相互作用在魔角扭曲双层石墨烯中的作用。最重要的是,库仑屏蔽效应指向电子-声子耦合作为魔角扭曲双层石墨烯中库珀对形成的主导机制,因此具有超导性。
2020-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evolution of Superconductivity in Twisted Graphene Multilayers
本文通过图解方法研究长程电荷涨落和莫尔 Umklapp 过程对不同扭转石墨烯多层结构超导电性的影响,揭示了扭转双双层、螺旋三层与扭转双层石墨烯之间临界温度和序参量的显著差异,并与实验趋势一致。
2024-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con