Layer Pseudospin Magnetism in Transition-Metal-Dichalcogenide Double-Moirés
二维双层膜中的层赝自旋的自发序在量子霍尔系统中很常见,在具有伊辛序的状态下,它负责对门场的滞后响应,并且在具有XY(自发层间相位相干性)序的状态下产生巨大的拖曳电压。在这篇文章中,我们预测层赝自旋序也将出现在双云纹强关联的二维电子系统。我们评论的相似性和差异,在量子霍尔和双莫尔系统的两种类型的顺序之间的竞争,并将我们的研究结果与以前的工作Falicov-Kimball模型的电子铁电体。
2022-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Density functional approach to correlated moire states: itinerant magnetism
二维莫尔超晶格最近成为创造具有前所未有的控制的物质的新电子相的肥沃土壤。尽管付出了大量的努力,相关云纹系统的理论研究一直受到挑战的超晶格晶胞中的大量原子和固有的困难,处理电子相关。相关莫尔系统的物理学由粗粒长波长势中的低能电子支配,这与自然固体中原子间隔离子的奇异库仑势不同。基于莫尔条纹与原子长度尺度的分离,本文应用密度泛函理论直接研究了周期莫尔条纹势场中相互作用电子的连续模型。使用这种定量准确的方法,我们预测巡游自旋谷铁磁性过渡金属dichalchogenide异质双层膜,这起源于莫尔势和库仑相互作用之间的建设性的相互作用,在一个二维电子系统。
2020-05-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic phonon-induced magnetism in moiré Mott-Wigner crystals
Sun Yat-Sen University (Zhuhai Campus)(中山大学(珠海校区));Sun Yat-Sen University (Guangzhou Campus)(中山大学(广州校区))
研究莫尔 Mott - Wigner 晶体中磁性的产生,发现电子声子可诱导磁性,基于 Berry 相效应和谷 - 轨道耦合,低于临界温度会自发磁化,还提出用光激发手性电子声子调控磁性的方法。
2026-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetism and Metallicity in Moiré Transition Metal Dichalcogenides
本文研究扭转双层过渡金属二硫化物的莫尔 Hubbard 模型,在全磁场范围建立磁性与金属—绝缘体相图,揭示极化绝缘相、金属相及磁序、Zeeman 场和金属性的相互作用。
2023-04-27 cond-mat.str-el
Theory of moiré magnetism and multi-domain spin textures in twisted Mott insulator - semimetal heterobilayers
该研究针对范德华异质结实验进展,通过推导有效自旋模型与蒙特卡洛模拟,探究莫特绝缘体-半金属莫尔超晶格的涌现磁性,揭示堆叠依赖的层间近藤作用对多畴磁有序的调控机制。
2024-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Correlated magnetism of moiré exciton-polaritons on a triangular electron-spin lattice
本研究在电子掺杂的MoSe₂/WS₂莫尔异质结微腔中观测到极化激元朗德g因子的非线性增强,证实了关联磁性的存在,为研究强光-物质耦合下的多体关联现象提供了新平台。
2024-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Artificial atoms, Wigner molecules, and emergent Kagome lattice in semiconductor moiré superlattices
提出研究莫尔量子物质的理论框架,精确处理莫尔原子内相互作用,发现在填充因子$n=3$时形成维格纳分子并构成涌现的笼目晶格,揭示了动能与相互作用能的普适长度尺度交织产生的丰富相图。
2023-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Optical engineering and detection of magnetism in moiré semiconductors
该研究提出莫尔系统中自旋态光学诱导、控制与探测的通用框架,通过拉曼光驱动莫尔过渡金属二硫化物双层实现可调磁相互作用的自旋模型,建立自旋关联与光学信号的联系,为强关联量子系统的光学调控研究铺路。
2025-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Polariton-Induced Unconventional Superconductivity and Emergent SU(2) Symmetry in Moire flat bands
提出极化激元-莫尔耦合系统,通过凝聚体诱导谷间吸引实现强关联超导的精确可解模型,涌现SU(2)对称性,支持高温超导与非费米液体研究。
2023-08-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Probing magnetism in moiré heterostructures with quantum twisting microscopes
针对金属-绝缘体转变附近自旋有序态探测难的问题,提出利用量子扭转显微镜通过单粒子谱函数和动力学自旋结构因子区分莫尔异质结中的磁有序,并探究了半填充三角莫尔晶格的量子相变特征,为量子磁性表征提供新工具。
2024-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-valley magnetism on the triangular moiré lattice with SU(4) breaking interactions
本文研究三角莫尔超晶格中SU(4)对称性破缺相互作用对自旋-谷磁性的影响,通过蒙特卡罗和pf-FRG计算揭示多种经典有序相及量子自旋-谷液体态,并讨论了三层石墨烯/六方氮化硼体系。
2023-07-07 cond-mat.str-el
Non-coplanar magnetism, topological density wave order and emergent symmetry at half-integer filling of moiré Chern bands
扭曲双层和单双层石墨烯是基于石墨烯的莫尔材料,其在具有拓扑非平凡特征的栅极可调谐导带中承载强关联费米子。利用无偏精确对角化和非限制Hartree-Fock计算,我们发现强的电子-电子相互作用导致非共面磁态,它具有与三角晶格上的四面体反铁磁体相同的对称性,可以被认为是与摩尔尺度相称的Skyrmion晶格,与一组铁磁竞争,拓扑电荷密度波具有近似的涌现O(3)对称性,将不同的电荷密度波状态相互“旋转”。与精确对角化的直接比较表明,有序相位在无限制Hartree-Fock近似下得到了精确描述。表现出有限的电荷间隙和陈数$|C|=1$,形成的电荷密度波秩序,这是密切连接到一个skyrmion晶格相是一致的,最近的实验对这些系统。
2023-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Prediction of polarization vortices, charge modulation, flat bands, and moiré magnetism in twisted oxide bilayers
本文利用密度泛函理论预测扭转 SrTiO3 双层中存在极化涡旋、莫尔周期电荷调制、大角度平带及空穴诱导的 d0 莫尔磁性。
2024-12-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Kinetic Magnetism in Triangular Moiré Materials
本研究在MoSe$_2$/WS$_2$三角莫尔异质结构中,通过测量极化子共振强度,直接观察到电子掺杂莫特态下的动力学铁磁关联,证实了长冈机制。
2023-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Emergent geometric frustration and flat band in moiré bilayer graphene
到目前为止,摩尔石墨烯双层在大的,不相称的旋转角度的物理被认为是无趣的。已经认为,在这样的结构中的层间耦合是弱的,并且该系统可以被认为是一对解耦的单个石墨烯片的良好近似。在这里,我们表明,对于大的旋转角附近的相称的,层间耦合,远远不是弱,是能够完全本地化的电子在一个大规模的,几何挫折网络的拓扑保护模式。系统的几何挫折产生了完全平坦的带,结果是强相关物理。尽管在晶格结构中没有大尺度图案出现在未引导的眼睛中,但所有这些都出现了。这个非凡系统的低能物理学在足够接近于衰变的情况下有一个精确的解析解。
2018-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theory of moiré magnetism in twisted bilayer $α$-RuCl$_3$
结合第一性原理计算与原子尺度模拟,研究扭曲双层$α$-RuCl$_3$的摩尔磁性相图,揭示扭曲角和层间交换对基态畴结构的影响及磁挫败对量子涨落的增强作用。
2023-10-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Doping control of magnetism and emergent electromagnetic induction in high-temperature helimagnets
交流电流驱动的螺旋自旋织构的运动可以产生作用于传导电子的出射电场。这又导致出现电磁感应效应,其可以实现微米尺寸的量子电感器元件。${\rm YMn}_{6}{\rm Sn}_{6}$是具有短螺旋周期(2-3 nm)的helimagnet,其显示出超过室温的这种类型的涌现电感。为了确定${\rm YMn}_{6}{\rm Sn}_{6}$型室温应急电感器的最佳材料条件,我们研究了应急电磁感应(EEMI)的磁性是通过系统的部分替代Y Tb。通过小角中子散射和电感测量,我们发现Tb掺杂对自旋螺旋平移模的钉扎效应选择性地在很大程度上抑制了EEMI的负分量,同时维持了自旋倾斜模产生的正电感。我们还发现,除了自旋螺旋,即使是自旋共线的反铁磁结构可以主机的积极EEMI由于热增强的自旋波动。本研究突出了EEMI的幅度和符号超出室温的轻松控制,从而提出了一条路线,以扩大紧急电感器候选材料的范围。
2023-01-13 cond-mat.str-el
Emergent Wigner phases in moiré superlattice from deep learning
该研究提出基于神经网络多体波函数变分优化的无监督深度学习方法,以解决莫尔超晶格强关联与大晶胞计算难题,并发现多种 Wigner 相。
2024-06-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el physics.chem-ph
Stronger quantum fluctuation with larger spins: Emergent magnetism in the pressurized high-temperature superconductor FeSe
在研究压力下高温超导体FeSe中新近观测到的突现磁性时,发现了量子涨落随自旋增大而增强的现象,并发现了一些新的物理现象.从我们的高压X射线精修的实验晶体结构开始,我们从理论上分析了磁有序态的稳定性与现实的自旋费米子模型。令人惊讶的是,我们发现,在磁有序的铁磷族元素相比,在FeSe较大的自旋遭受更强的长程量子涨落,减少其在环境压力下的顺序。这种“失序”的量子自旋液体状态,然后发展到一个有序的状态,由于减弱的波动伴随着阴离子的高度和载流子密度的降低超过1GPa。这种有序性进一步受益于铁轨道有序性,并在1GPa附近表现出观察到的增强。我们进一步澄清了有争议的性质的磁性和它的相互作用与向列性在FeSe在同一个统一的图片为所有铁基超导体。此外,多功能巡游载流子在相空间的大区域内产生有趣的关联金属行为。我们的研究建立了一个通用的例外范例,更强的量子涨落与更大的自旋,补充了绝缘磁性的标准知识。
2022-09-21 cond-mat.str-el
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
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
Coulomb-correlated states of moiré excitons and charges in a semiconductor moiré lattice
半导体莫尔异质结表现出丰富的相关诱导的多体现象,具有通过探测层内激子在光谱学中观察到的出射磁性、莫特绝缘态或广义维格纳晶体的特征。然而,由于在下面的WSe $_2$ /WS $_2$异质双层系统中的交错带排列将光激发的电子和空穴分离以形成最低能量的层间激子,因此直接获得相关电荷状态和基态莫尔激子之间的相互作用仍然是难以捉摸的。在这里,我们使用MoSe $_2$ /WS $_2$异质堆叠与I型能带对准探测元电荷与莫尔激子的基态和激发态的库仑相互作用。除了正负摩尔纹让人想起他们的典型对应物在单层MoSe $_2$,我们揭示了新的多体态之间形成的摩尔纹激子和电荷在分数填充因子的周期性摩尔纹晶格。对于电子和空穴,这些状态表现出掺杂依赖的Landé因子作为相关诱导磁性的标志,确定MoSe $_2$ /WS $_2$异质双层作为一个独特的系统,在双极掺杂制度的相关现象的研究。
2022-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tuning emergent magnetism in a Hund's impurity
最近提出的Hund's金属的理论概念被认为是解释多轨道金属材料中强关联电子系统中奇异的磁性和电子行为的关键。然而,调整的丰富的参数,确定这些系统,是实验上的挑战。在这里,我们调查的最小可能实现的洪德的金属,洪德的杂质,实现了一个单一的磁性杂质强烈杂交到金属基板。我们实验控制所有相关参数,包括磁各向异性和杂交氢化与扫描隧道显微镜的尖端,从而调整它通过一个制度从紧急磁矩到多轨道近藤状态。我们测量的温度和磁场相关的光谱函数先进的多体理论的比较,将其应用到非费米液体输运,复杂的磁秩序,或非常规超导相关的输入。
2016-04-13 cond-mat.str-el
Optical signatures of periodic magnetization: the moiré Zeeman effect
在纳米尺度上检测磁序是量子磁学研究的核心兴趣,特别是摩尔磁体的新兴领域。在这里,我们分析了激子能带结构,所产生的谷塞曼效应的周期性调制。尽管远程电子-空穴交换相互作用,我们发现一个相当大的分裂的明亮的圆偏振激子Umklapp共振,这是一个直接的光学探针的磁序的能量。我们首先分析通过过渡金属二硫属化物(TMD)单层或扭曲双层的Mott-Wigner态中的电子自旋的周期性排序实现的量子莫尔磁体:我们表明,自旋谷依赖激子电子相互作用允许探测自旋,谷阶的电子,并证明它是可能的,以观察独特的签名铁磁秩序的三角形晶格和铁磁和Néel秩序的蜂窝晶格然后,我们专注于在铁磁材料的扭曲双层中实现的半经典莫尔磁体:我们提出了一种基于莫尔磁体中的自旋与TMD单层中的激子之间的层间交换耦合的莫尔磁性检测方案。
2022-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Valley-polarized nematic order in twisted moiré systems: In-plane orbital magnetism and non-Fermi liquid to Fermi liquid crossover
强相关性和扭曲莫尔系统中的非平凡拓扑结构之间的相互作用可以产生丰富的有序状态,这些状态将自旋,谷和电荷自由度相互交织。在本文中,我们研究了一个具有长程谷极化双序的系统的性质。除了打破三角形莫尔超晶格的三重旋转对称性之外,这种类型的有序也打破了双重旋转和时间反演对称性,这导致了有趣的性质。首先,我们开发了一个唯象模型来描述扭曲莫尔系统中这种有序状态的发生,并探索其热力学和电子性质的签名。它的主要表现是引发了沿高对称晶格方向取向的面内轨道磁矩的出现。我们还研究了零温下谷偏振态的性质。在描述谷极化量子临界点的六态时钟模型中,由于存在危险的不相关耦合$λ$,有序态呈现伪Goldstone模.使用两个补丁模型,我们计算的费米自能表明,到非常低的能量,Yukawa之间的伪戈德斯通模式和电子自由度的耦合促进了非费米液体行为的出现。然而,在交叉能量标度$Ω^{*}\simλ^{3/2}$以下,费米液体行为恢复。最后,我们讨论了这些结果的适用性,其他非平凡的双光子态,如自旋极化的双光子相位。
2023-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Competing Orbital Magnetism and Superconductivity in electrostatically defined Josephson Junctions of Alternating Twisted Trilayer Graphene
本文在交替扭转三层石墨烯的中间扭转角区间发现轨道磁性态,并揭示其与超导电性在电荷中性点附近及位移场相空间中呈竞争关系,通过栅极定义约瑟夫森结观测到非对称夫琅禾费干涉图样,表明该轨道磁性态由谷极化驱动。
2024-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Vibronic order and emergent magnetism in cubic $d^1$ double perovskites
针对此前未被评估的立方$d^1$双钙钛矿中纠缠态的位点间关联问题,研究发现自旋轨道与振动电子耦合共存引发的纠缠态可形成磁有序与动态振动电子序共存的相,合理解释了相关实验相的未解特征。
2023-05-22 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
Emergent Magnetism at the 3$d$-5$d$ Interface: SrMnO$_3/$SrIrO$_3$
最近的实验发现,在3-$d$和5-$d$氧化物如SrMnO $_3$(SMO)和SrIrO $_3$(SIO)之间的界面处有不同于母体块体材料的新的磁性行为。该系统是相当大的兴趣,由于一方面在5 $d$材料中的强自旋-轨道耦合和另一方面在SMO中的双交换物理,它属于庞磁电阻(CMR)锰氧化物类。为了深入了解系统的物理特性,我们对选定的界面结构进行了密度泛函研究,即,(SMO)$_1$(SIO)$_1$超晶格,它已被实验生长和研究。我们的密度泛函的结果表明,界面的磁性是由净电荷转移控制的界面从SIO到SMO侧,把它们都变成铁磁金属从原来的反铁磁绝缘状态的散装。转移到SMO侧的电子通过Anderson-Hasegawa双交换相互作用使其具有铁磁性,而SIO部分由于半填充的Mott-Hubbard绝缘体的掺杂而具有铁磁性,如Nagaoka定理所建议的。我们的研究结果进行了讨论的背景下,相同的结构的实验。
2018-04-17 cond-mat.str-el
Magnetism and berry phase manipulation in an emergent structure of perovskite ruthenate by (111) strain engineering
本研究通过[111]晶向异质外延应变工程构建了新型三角相SrRuO3,发现其具有XY型铁磁基态与费米能级附近的多对外尔节点,实验与第一性原理计算结果一致,为关联拓扑物性调控提供了新途径。
2023-08-26 cond-mat.str-el
Emergent Trion Resonance Driven by Lattice Reconstruction in a Moiré Superlattice
The University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校);Washington University in St Louis(华盛顿大学圣路易斯分校)
通过研究扭曲MoSe2同质双层中晶格重构演化,发现一种新的三子共振,其源于电子-空穴对与掺杂空穴的空间分离,即“电荷转移”三子。
2026-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Itinerant Magnetism in Twisted Bilayer WSe$_2$ and MoTe$_2$
该研究通过自洽Hartree-Fock理论揭示了双层WSe₂和MoTe₂中游荡磁性的起源,展示了相互作用重整化莫尔带的Stoner不稳定性及不同填充和扭角下的磁性态演化。
2025-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electric field control of moiré skyrmion phases in twisted multiferroic NiI$_2$ bilayers
本文以扭曲多铁性NiI₂双层膜为研究对象,通过建立包含均匀螺旋相、kπ-斯格明子晶格等的相图,揭示其电可调拓扑莫尔磁性,利用磁电耦合实现电场调控斯格明子相,为斯格明子电子学提供可调平台。
2024-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological superconductivity with emergent vortex lattice in twisted semiconductors
Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院)
该研究揭示了扭折半导体中拓扑超导态与分数量子反常霍尔效应的关联,通过涌现磁场诱导的双涡旋晶格实现半整数热霍尔电导。
2026-02-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unification of parton and coupled-wire approaches to quantum magnetism in two dimensions
微观自由度的分形化是量子多体系统中强相互作用的一个显著表现。对这种现象的分析研究主要基于两个不同的框架:部分子的场论和涌现的规范场,或者一维量子线的耦合阵列。我们统一这些方法的二维自旋系统。通过精确的操作,我们展示了部分子规范理论如何出现在微观线阵列和明确的自旋算子新兴准粒子和规范场单极。这种对应关系使我们能够计算物理关联函数在这两个配方,并导致一个简单的算法,用于构建广泛的异国情调的阶段的父哈密尔顿。我们对几种手征和非手征量子自旋液体进行了研究。
2021-01-01 cond-mat.str-el
Correlated Topological Mixed-Valence Insulators in Moiré Hetero-Bilayers
本文通过自洽部分子平均场研究莫尔TMD异质双层在填充$ν_T=2$时的关联拓扑相,揭示Mott物理、能带平坦化与能带反转如何导致拓扑半金属和绝缘体,并提出实现分数化绝缘体的可能途径。
2024-11-21 cond-mat.str-el
Collective Spin Excitations in Correlated Moiré Chern Ferromagnets
Condensed Matter Theory Center, Department of Physics, University of Maryland(马里兰大学凝聚态理论中心);Department of Physics, The University of Texas at Dallas(德克萨斯大学达拉斯分校物理系)
研究莫尔诱导的窄电子带在铁磁体中自旋激发的影响,揭示拓扑特性变化对磁序稳定性和临界温度的增强作用。
2026-03-20 cond-mat.str-el
Exciton and light induced ferromagnetism from doping a moiré Mott insulator
本研究将激子掺杂入TMD层三角形莫尔超晶格的莫特绝缘体,通过DMRG计算发现不同激子跃迁符号下自旋矩形成不同磁序,光泵浦可诱导反铁磁-铁磁转变,为通过中性激子调控磁性提供了新途径。
2023-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Emergent topological magnetism in Hund's excitonic insulator
提出范德华反铁磁半导体GdGaI作为新材料类别,通过Hund耦合实现激子凝聚与多q磁性交织,涌现出最小长度尺度的类斯格明子自旋纹理,为纳米尺度量子物质和原子尺度拓扑磁性设计提供平台。
2024-05-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Emergent Interacting Phases in the Strong Coupling Limit of Twisted M-Valley Moiré Systems: Application to SnSe${}_2$
本文构建扭转SnSe2的相互作用Wannier模型,发现AA堆叠呈现三轨道三角晶格相(含二聚化、价键固体等),AB堆叠呈现kagome晶格经典自旋液体,展示其作为可调关联量子相平台的价值。
2025-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Non-bosonic moiré excitons
本文提出莫尔双层中激子满足非玻色性角动量对易关系,导致每格点占据数受限,并构建了自旋哈密顿量及受约束的Hubbard模型,在三种典型双层中验证允许占据数不超过三个激子。
2023-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrically Tunable Flat Bands and Magnetism in Twisted Bilayer Graphene
扭曲的石墨烯双层提供了一个通用的平台,工程超材料与新的新兴性质,利用由此产生的几何莫尔超晶格。已知这种超晶格在微小角度($α\approx 0.3 ^\circ$)处具有体谷电流,并且在魔角($α\approx 1^\circ$)处具有平坦带。我们发现,调谐扭转角$α^*\approx 0.8^\circ$产生平坦带远离电荷中性与三角形超晶格周期。当每个莫尔单元掺杂有$\pm 6$电子时,这些能带被半填充,并且电子相互作用产生具有铁磁有序的自旋极化区域的自旋断裂基态(Stoner不稳定性)。层间电场的应用打破了反转对称性,并引入了猝灭磁序的谷相关色散。有了这些结果,我们提出了一个固态平台,实现电可调强相关。
2019-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum Geometry and Stability of Moiré Flatband Ferromagnetism
由各种扭曲双层膜产生的几种莫尔系统在平带条件下表现出磁性,从而增强了相互作用效应。本文从理论上研究了莫尔平带铁磁性对集体激发的稳定性,着重讨论了布洛赫带量子几何的影响。自旋磁振子谱是用不同的方法计算的,包括Bethe-Salpeter方程、单模近似和解析理论。我们的主要结果之一是自旋刚度的库仑相互作用势,Berry曲率,和量子度规张量,其中最后两个量表征摩尔带的量子几何的解析表达式。这一分析理论表明,贝里曲率在加强自旋磁振子中起着重要的作用。此外,我们构建了一个有效场论的磁化强度波动,并明确表明,skyrmion激发绑定的整数个电子是成比例的布洛赫带陈数和skyrmion绕组数。
2020-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Time-Reversal Invariant Topological Moiré Flatband: A Platform for the Fractional Quantum Spin Hall Effect
本研究基于锗烯和TMD双层莫尔系统,证明小转角下平带具拓扑性,可构造Laughlin态,为实现分数量子自旋霍尔效应提供平台。
2023-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable Interlayer Charge-transfer States in MoSe$_2$/WS$_2$ Moiré Superlattices
University of California at Berkeley(加州大学伯克利分校);Lawrence Berkeley National Laboratory(劳伦斯伯克利国家实验室);The University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校);National Institute for Materials Science(物质材料研究机构)
研究通过第一性原理计算和光学反射光谱,揭示了MoSe₂/WS₂莫尔超晶格中层间电荷转移态的可调谐特性及关联电荷有序态的形成。
2026-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electric-field Control of Magnetism with Emergent Topological Hall Effect in SrRuO3 through Proton Evolution
离子取代是通过离子-晶格-电子耦合来控制材料的载流子密度和晶体对称性的重要途径,从而在强关联系统中产生丰富的电子态谱。使用铁磁金属SrRuO3作为模型系统,我们证明了一个有效的和可逆的控制载流子密度和晶体对称性通过离子液体门控诱导质子化。质子的插入对SrRuO3进行电子掺杂,随着质子浓度的增加,SrRuO3发生铁磁-顺磁相变。有趣的是,我们观察到一个新兴的拓扑霍尔效应的相变的边界处的新建立的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的结果,由于质子化SrRuO3与质子组成的膜深度梯度的反转对称性的破坏。我们设想,电场控制质子化开辟了一种新的策略来设计材料的功能。
2018-11-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Optical control of orbital magnetism in magic angle twisted bilayer graphene
本研究利用近红外光调控魔角扭曲双层石墨烯中的轨道磁性和反常霍尔效应,通过光螺旋度调制实现轨道磁化,为关联和拓扑的光学操控提供了新途径。
2025-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Moiré straintronics: a universal platform for reconfigurable quantum materials
大规模二维(2D)莫尔超晶格正在推动设计量子材料的革命。在这些超晶格中的电子相互作用,强烈依赖于莫尔图案的周期性和对称性,决定了涌现的属性和相图。迄今为止,两层之间的相对扭转角一直是给定的组成晶体选择的主要调谐参数。在这里,我们建立应变作为一个强大的机制,原位修改莫尔周期性和对称性。我们开发了一个解析精确的数学描述下的任意面内异质应变作用于任何双层结构的莫尔晶格。我们展示了微调临界点附近的莫尔晶格的能力,如双层石墨烯中的魔角,或完全重新配置莫尔晶格对称性超出由未应变的组成晶体所施加的。由于这种对电子相互作用和晶格对称性强度的前所未有的同时控制,2D异质应变提供了一个强大的平台来设计,调整和探测强相关的莫尔材料。
2022-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Imaging orbital ferromagnetism in a moiré Chern insulator
莫尔平带系统中的电子可以自发地打破时间反演对称性,从而产生量子化的反常霍尔效应。在这里,我们使用超导量子干涉设备的图像杂散磁场在一个这样的系统组成的扭曲双层石墨烯对齐六方氮化硼。我们发现每个载流子有几个玻尔磁子的磁化,这表明磁性在本质上主要是轨道的。我们的测量揭示了一个很大的变化,在磁化的化学势扫过量子反常霍尔间隙符合预期贡献的手性边缘状态的轨道陈氏绝缘体的磁化。映射的空间演化的场驱动的磁反转,我们发现了一系列的可重复的微米级域的边界主机手征边缘状态。
2020-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Upper branch magnetism in quantum magnets: Collapses of excited levels and emergent selection rules
在许多量子磁体特别是稀土量子磁体中,低场晶场态与激发态不能很好地分离,因而不足以描述低温磁性能。受这个简单观察的启发,我们发展了一个微观理论来描述弱晶场态坍缩引起的磁物理现象。我们发现两种情况下,激发晶体场态应认真纳入理论。一种情况是当激发晶体场态的带宽与晶体场隙相当时。另一种情况是低激发态与激发态之间的交换能量增益超过了晶场能隙。这两种情况都可以驱动相变,并通过涉及激发的晶体场状态导致磁序。我们称之为上支磁性和相变。我们讨论了众多的磁相位和紧急的选择规则,用于检测潜在的激励。我们希望我们的研究结果有助于提高对许多具有弱晶场能隙的稀土磁体的理解,如Tb $_2$ Ti $_2$ O $_2$ MN和Tb $_2$ Sn $_2$ O $_7$,并提供了一个补充的角度来看,当地流行的“$J$“物理在$4d$ / $5d$磁铁。
2018-12-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
$Γ$-Valley Transition-Metal-Dichalcogenide Moirè Bands
大多数第VI族过渡金属二硫属化物薄膜的价带最大值保持在$Γ$ -点的所有方式从体到双层。在本文中,我们发展了一个连续理论的莫尔带形成的$Γ$ -谷同质双层膜的价带中的一个小的相对扭曲。我们的有效理论是基准对大规模从头计算的电子结构计算,占晶格弛豫。作为一个涌现的$D_6$对称性的结果,我们发现,低能量$Γ$ -谷莫尔孔定性地不同于他们的K-谷对应前面提到的;在能量顺序的前三个带实现i)蜂窝晶格上的单轨道模型,ii)蜂窝晶格上的双轨道模型,和iii)kagome晶格上的单轨道模型。
2020-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Emergent Ising degrees of freedom above double-stripe magnetism
双条磁性$[\mathbf{Q}=(π/2, π/2)]$被认为是碲化铁和BaTi $_2$ Sb $_2$ O族超导体的磁基态。在$J_3 \gg J_2 \gg J_1$体系中,$J_1-J_2-J_3$海森堡模型中捕获了双条纹序。有趣的是,除了打破自旋旋转对称性,基态流形还有三个额外的与键序相关的伊辛自由度。通过它们与晶格的耦合,它们产生正交畸变和两个具有波矢$(π, π)$的非均匀晶格畸变。由于基态是四重简并的,自旋空间的模旋转,只有两个这些伊辛键序参量是独立的。在这里,我们介绍了一个有效场论来处理所有伊辛序参量,以及磁序,并解决它在一个大的$N$限制。对应于两个Ising键序参量和一个磁序参量的凝聚的所有三个转变在三维中是同时的和一阶的,但是较低的维度,或等效地较弱的层间耦合,以及较弱的磁弹性耦合可以分裂三个转变,并且在某些情况下允许在磁转变之上的两个单独的Ising相变。
2017-08-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Observation and Control of Moiré-Tailored Topological Dirac States
Universität Würzburg(维尔茨堡大学);RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)(理化学研究所新兴物质科学中心);CNR-IOM Istituto Officina dei Materiali(国家研究委员会材料研究所);University of West Bohemia(西波希米亚大学);University of Bologna(博洛尼亚大学)
通过角分辨光电子能谱研究,证实了摩尔异质结构中具有拓扑特性的狄拉克态,并展示了通过调节摩尔晶格周期可连续控制拓扑激发。
2026-04-28 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