Two dimensional covalent moire superlattice from fluorinating twisted bilayer graphene
本研究提出通过氟化扭曲双层石墨烯构建共价莫尔超晶格的方法,经第一性原理计算证实氟化可诱导层间共价键形成、增强电子结构调制并产生丰富平带,为关联量子研究提供新平台。
2024-10-07 cond-mat.str-el
Valley-Polarized Quantum Anomalous Hall State in Moiré MoTe$_2$/WSe$_2$ Heterobilayers
Moiré异质双层过渡金属二硫属化物(TMDs)是模拟单带哈伯德模型的理想体系,在这些体系中观察到了有趣的关联相。然而,在异质双层TMD中的莫尔条纹被认为是拓扑上微不足道的。最近,有报道称在AB叠层MoTe $_2$ /WSe $_2$异质双层膜中观察到填充$ν=2$处的量子谷霍尔绝缘态和填充$ν=1$处的谷极化量子反常霍尔态。然而,如何拓扑非平凡的国家出现是未知的。本文提出MoTe $_2$ /WSe $_2$异质双层膜中晶格弛豫引起的赝磁场可以自然地产生有限Chern数的莫尔带。我们证明了当填充两个陈数相反的莫尔带时,在满填充$ν=2$时形成了一个时间反演不变的量子谷霍尔绝缘体。在半充满$ν=1$时,库仑作用使谷简并度升高,并产生谷极化的量子反常霍尔态,实验中观察到了这一现象。我们的理论为在异质双层TMD材料中获得拓扑非平凡态提供了一条新的途径。
2022-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Charge and spin properties of a generalized Wigner crystal realized in the moiré WSe$_2$/WS$_2$ heterobilayer
本文用扩展Hubbard模型和DMRG研究WSe$_2$/WS$_2$ moiré超晶格在$2/3$填充时的广义Wigner晶体,揭示金属-绝缘转变、蜂窝电荷图样及自旋倾斜机制。
2025-05-13 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
Abundance of correlated insulating states at fractional fillings of WSe$_{2}$/WS$_{2}$ moiré superlattices
在物理学中,晶格上具有竞争性长程相互作用的量子粒子无处不在。过渡金属氧化物、层状分子晶体和捕获离子阵列是许多例子中的几个。在强相互作用体系中,这些系统经常表现出丰富多样的量子多体基态,这对理论提出了挑战。过渡金属二硫属化物云纹异质结构的出现为研究长程电子关联提供了一个高度可控的平台。在这里,我们报告了近二十打的相关绝缘状态的观察在分数填充的WSe $_{2}$ /WS $_{2}$莫尔异质结构。这一发现是通过一种新的光学传感技术实现的,该技术是建立在对单层半导体WSe $_{2}$中激子激发态的介电环境的敏感性上的。绝缘态的级联表现出一种能量有序性,这种有序性关于每个超晶格位置的半个电子(或空穴)的填充因子几乎是对称的。我们提出了一系列的电荷有序状态在相称的填充分数,范围从广义维格纳晶体的电荷密度波。我们的研究为利用莫尔超晶格模拟大量的量子多体问题奠定了基础,这些问题由二维t-V模型或具有长程电荷-电荷和交换相互作用的自旋模型描述。
2020-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Observation of flat $Γ$ moiré bands in twisted bilayer WSe$_2$
该研究通过实空间与动量空间映射,在57.4°扭转双层WSe₂中观测到源自单层Γ态的平坦莫尔能带并定量提取莫尔势,发现全局价带顶来自K态,提示Γ谷平坦能带可能参与其关联物理。
2022-11-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Disorder-dominated quantum criticality in moiré bilayers
近年来,随着在特定能带填充处发现了各种相关绝缘态,莫尔双层材料引起了人们的广泛关注。在这里,我们讨论的金属-绝缘体转变(MIT),已观察到在相同的设备,但在填充远离强相关的制度为主的莫特类物理,显示出许多相似之处,以其他例子的无序为主的MIT。我们提出了一个最小的理论模型,描述的相互作用和无序的相互作用,能够捕捉到大多数的实验趋势上观察到的几个设备。
2022-12-05 cond-mat.str-el
Gossamer Superconductivity in Moiré WSe$_2$ Bilayer
ShanghaiTech University(上海科技大学);Peking University(北京大学);Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);Kavli Institute for Theoretical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学理论科学研究中心)
该研究通过构建有效的扩展单轨道Hubbard模型,探讨了扭曲WSe₂中半填充和零位移场下的超导性,发现电荷涨落被部分抑制,但保持有限的移动双孔密度,从而稳定了chiral d+id超导相。
2026-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Correlated states controlled by tunable van Hove singularity in moiré WSe2
该研究结合磁圆二色性和电子可压缩性测量,探讨了双层WSe2中范霍夫奇点对关联相的影响,通过电场和磁场调节范霍夫奇点,成功稳定了Stoner铁磁性和Chern绝缘体,展示了可调范霍夫奇点工程化电子相的前景。
2024-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Thermoelectricity of moiré heavy fermions in MoTe2/WSe2 bilayers
在空穴掺杂角对齐MoTe2/WSe2双层莫尔重费米子中开展全面热电研究,揭示了Kondo相干温度及Zeeman破缺附近Seebeck系数的符号变化与熵积累,为重费米子的形成与破缺提供了熵信息。
2025-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kondo-lattice phenomenology of twisted bilayer WSe$_2$ from compact molecular orbitals of topological bands
本文通过对称保持的部分万尼尔化构造紧致分子轨道,建立安德森晶格模型,以微观理解扭转双层WSe$_2$中拓扑带导致的近藤晶格现象学。
2025-03-27 cond-mat.str-el
Exactly solvable spin liquids in Kitaev bilayers and moiré superlattices
National Institute of Science Education and Research(国家科学教育与研究研究所);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立研究所);Arizona State University(亚利桑那州立大学)
研究提出一种双层及摩尔超晶格中具有Kitaev相互作用的恰好可解模型,揭示了多种自旋液体相及角/边缘模式的形成。
2025-12-09 cond-mat.str-el
Shubnikov-de Haas oscillations of high mobility holes in monolayer and bilayer WSe$_2$: Landau level degeneracy, effective mass, and negative compressibility
我们研究了单层和双层WSe $_2$中高迁移率空穴的磁输运性质,它们在高磁场中表现出良好的Shubnikov-de Haas(SdH)振荡和量子霍尔态(QHS).在单层和双层WSe $_2$中,SdH振荡和QHS主要发生在均匀的填充因子下,表现出两倍的朗道能级简并。对双层WSe $_2$中的SdH振荡进行了傅里叶变换分析,发现存在两个位于顶层或底层的子带,以及负的可压缩性.从SdH振荡的温度依赖性,我们确定了$0.45m_{0}$的单和双层WSe $_2$的空穴有效质量。
2016-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Flattening conduction and valence bands for interlayer excitons in a moiré MoS$_2$/WSe$_2$ heterobilayer
本研究通过连续介质模型,发现扭转对MoS$_2$/WSe$_2$异质双层激子带平坦化作用有限,而垂直压力和电场可显著增强带平坦化,实现创纪录的平坦带,为强关联激子现象提供新途径。
2023-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Evidence of topological Kondo insulating state in MoTe2/WSe2 moiré bilayers
本文在MoTe2/WSe2莫尔双层中实验证实了二维拓扑近藤绝缘态,通过构建近藤耦合的Mott绝缘体与巡游能带,观察到低温绝缘体体态与螺旋边缘态,为莫尔材料中可调拓扑近藤物理研究开辟了新途径。
2025-07-04 cond-mat.mes-hall 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
Pressure-tuned many-body phases through $Γ$-K valleytronics in moiré bilayer WSe$_2$
该研究结合从头算与关联模型方法,探究压力下转角双层WSe$_2$的多体效应,揭示层间距调控K与Γ谷相对能级的机制,构建压力-掺杂相图,证明其可压力调控多种关联相。
2024-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interplay between topology and electron-electron interactions in the moiré MoTe$_{\mathrm{2}}$/WSe$_{\mathrm{2}}$ heterobilayer
本研究针对莫尔MoTe₂/WSe₂异质双层,采用含库仑作用的有效两带模型结合两种数值方法,揭示了位移场调控下的两次相变及拓扑相相关规律,为相关实验提供理论参考。
2025-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Unconventional superconductivity in twisted bilayer WSe2
本研究在3.65度扭转双层WSe2中观测到稳健超导电性,其出现于半带填充的平陈带,转变温度约220 mK,强配对特征及与关联绝缘体的连续转变表明其源于强电子关联。
2024-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum anomalous Hall effect and electric-field-induced topological phase transition in AB-stacked MoTe${}_2$/WSe${}_2$ moiré heterobilayers
我们提出了一种新的机制来解释量子反常霍尔(QAH)效应和电场诱导的拓扑相变在AB堆叠的MoTe ${}_2$ /WSe ${}_2$莫尔异质双层膜在$ν=1$孔填充.我们认为QAH态的Chern带是由两个谷数相反的最高的两个莫尔孔带和两个库仑相互作用驱动的磁序引起的带隙开口组成的内禀带反转产生的。这些磁序,包括面内$120^{\circ}$ -Néel序和面内铁磁序,通过相应的面内交换场与莫尔带相互作用。Néel序保证了绝缘能隙,铁磁序导致了非零的Chern数,这两种序都有助于时间反演对称性破缺。Néel有序是由Hartree-Fock交换相互作用获得的,铁磁有序的形成归因于层间激子凝聚和激子铁磁性.激子铁磁性可以通过激子玻色-哈伯德物理和Berezinskiii-Kosterlitz-Schloss跃迁来证明。在低电场下,平衡态是莫特绝缘体状态。在一定的电场作用下,由空穴占据带和激子凝聚组成的关联绝缘态成为新的电致稳定相,并随着铁磁有序的出现而发生拓扑相变.讨论了本理论与实验观测之间的一致性。实验观察,包括自旋极化/谷相干性质的QAH状态,在拓扑相变,倾斜的自旋纹理,和绝缘体到金属的过渡的情况下,电荷间隙闭合解释的机制。
2022-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Universal Moiré-Model-Building Method without Fitting: Application to Twisted MoTe$_2$ and WSe$_2$
提出一种无需参数拟合、直接从第一性原理构建莫尔系统解析连续模型的通用方法,通过Gram-Schmidt正交化确定参数,在扭曲MoTe$_2$和WSe$_2$中验证了高精度,并提供了支持多体计算的模型参数。
2024-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological $p_x+ip_y$ inter-valley coherent state in Moiré MoTe$_2$/WSe$_2$ heterobilayers
本文提出在半填充AB堆叠moiré MoTe$_2$/WSe$_2$异质双层中观察到的量子反常霍尔态是一种新的拓扑$p_x+ip_y$谷间相干态,通过自洽Hartree-Fock分析揭示了其由大质量Dirac谱及相互作用产生,并预测配对会生成三倍原moiré晶胞的新晶胞。
2024-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Valley-coherent quantum anomalous Hall state in AB-stacked MoTe2/WSe2 bilayers
莫尔材料为关联和拓扑量子现象提供了肥沃的土壤。其中,量子反常霍尔(QAH)效应,其中霍尔电阻即使在零磁场下也被量子化,是材料的固有拓扑性质的直接表现,并且是低功率电子应用的吸引人的属性。在石墨烯和过渡金属二硫属化物(TMD)莫尔材料中都观察到了QAH效应。它被认为是由窄莫尔带的相互作用驱动的谷偏振引起的。在这里,我们令人惊讶地表明,新发现的QAH状态AB堆叠MoTe2/WSe2莫尔双层膜不是谷极化,但谷相干。层和螺旋度分辨光谱测量表明,QAH的基态具有自发自旋(谷)极化在两个TMD层对齐(反对齐)。此外,两层中的面外自旋极化的饱和仅在高磁场下发生,支持倾斜自旋织构。我们的研究结果呼吁一个新的机制QAH效应,并强调了具有强电子相关性和自旋轨道相互作用的TMD莫尔材料的潜力,为奇异的拓扑状态。
2022-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
WSe2/WS2 moiré superlattices: a new Hubbard model simulator
哈伯德模型,最早由物理学家约翰·哈伯德在20世纪60年代提出,是一个简单的理论模型,量子粒子在晶格中相互作用。该模型被认为是捕捉高温超导体,磁绝缘体和其他复杂的涌现量子多体基态的基本物理。虽然哈伯德模型作为大多数真实材料的代表被大大简化,但是除了在一维情况下,它仍然被证明是难以精确求解的。因此,哈伯德模型在二维或三维的物理实现,可以作为量子模拟器,在解决强关联难题中发挥着至关重要的作用。本文通过研究角取向的WSe 2/WS 2双层膜,得到了二维三角晶格哈伯德模型的量子相图。我们通过测量光学响应对面外磁场和门调谐载流子密度的依赖性来探测系统的电荷和磁性。在第一个空穴莫尔超晶格带的半填充处,我们观察到一个具有反铁磁Curie-Weiss行为的Mott绝缘态,正如哈伯德模型在强相互作用区域所预期的那样。超过半填充,我们的实验表明,反铁磁顺磁量子相变附近0.6填充。我们的研究结果建立了一个新的基于莫尔超晶格的固态平台,可用于模拟三角晶格哈伯德模型所表现的强关联物理中的突出问题。
2019-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Kitaev spin-orbital bilayers and their moiré superlattices
我们确定了一个双层,Yao-Lee自旋轨道模型与层间相互作用(J)的相图,为几个堆叠和莫尔超晶格。对于AA堆叠,在有限的Jc处出现带隙的Z2量子自旋液体相。我们表明,这一阶段的生存在良好控制的大J极限,出现了各向同性蜂窝复曲面代码。对于莫尔超晶格,有限q层间杂化是稳定的。这连接了不等价的狄拉克点,有效地“解开”了系统。因此,我们的研究提供了深入了解双层自旋轨道Kitaev材料的自旋液相。
2022-12-28 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Density-Dependent Quantum Hall States and Zeeman Splitting in Monolayer and Bilayer WSe$_2$
我们报道了单层和双层WSe $_2$中空穴的量子霍尔态序列的研究。当空穴密度在$1.6 - 12\times10^{12}$ cm $^{-2}$范围内调谐时,QHS序列在主要为偶数和主要为奇数的填充因子之间转变。QHSs序列对横向电场不敏感,倾斜磁场测量表明QHSs序列对面内磁场不敏感,表明空穴自旋垂直于WSe $_2$平面被锁定.这些观测结果表明,QHS序列是由塞曼-回旋能量比控制的,该能量比在固定的载流子密度下作为垂直磁场的函数保持恒定,但由于强的电子-电子相互作用而作为密度的函数变化。
2017-02-16 cond-mat.mes-hall 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
Chiral Kondo Lattice in Doped MoTe$_2$/WSe$_2$ Bilayers
本研究针对AB堆叠MoTe$_2$/WSe$_2$双层体系,理论揭示层间电子转移产生手性近藤交换的效应,明确其两相及一级相变特性,构建低能输运理论并为相关实验提供参考。
2023-05-01 cond-mat.mes-hall 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
Band topology, Hubbard model, Heisenberg model, and Dzyaloshinskii-Moriya interaction in twisted bilayer WSe$_2$
本文对扭曲双层WSe $_2$的单粒子和多体性质进行了理论研究。对于单粒子物理,我们计算了能带拓扑相图和电子局域态密度(LDOS),发现它们是相关的。通过比较我们的理论LDOS与扫描隧道显微镜测量的LDOS,我们评论的第一莫尔价带的可能的拓扑性质。对于多体物理,我们根据计算得到的单粒子莫尔带构造了三角晶格上的广义哈伯德模型。我们表明,层的电势差,所产生的,例如,从一个外加电场,可以大大改变非相互作用的莫尔带,调谐的自旋-轨道耦合的哈伯德模型,控制电荷激发间隙的莫特绝缘体在半填充,并产生一个有效的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的有效海森堡模型的莫特绝缘体。我们的理论结果同意在同一系统的传输实验在几个关键方面,并建立扭曲双层WSe $_2$作为一个高度可调的系统,研究和模拟强关联现象的哈伯德模型。
2020-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Double exchange, itinerant ferromagnetism and topological Hall effect in moiré heterobilayer
该研究构建 MoTe$_2$/WSe$_2$ 莫尔异质双层模型,揭示双交换、Kondo 耦合与自旋辅助跃迁如何产生非共线自旋及拓扑霍尔效应。
2023-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Optimal superconductivity in twisted bilayer WSe$_2$ where the Van Hove singularity crosses half-filling
本文通过有效单带模型和Gutzwiller近似分析扭转WSe2双层,发现范霍夫奇点跨越半填充的小范围位移场可稳定超导相,与实验定性一致。
2025-10-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Signatures of collective photon emission and ferroelectric ordering of excitons near their Mott insulating state in a WSe$_2$/WS$_2$ heterobilayer
本研究在WSe2/WS2异质双层中观测到激子莫特绝缘态附近的集体光子发射加速,归因于激子间强偶极相互作用驱动的面内铁电有序相,为莫尔量子材料提供了新探针。
2025-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Tunable atomically enhanced moiré Berry curvatures in twisted triple bilayer graphene
本研究构建了扭曲三层双层石墨烯平台,发现原子重构可增强moire能带绝缘体态的Berry曲率,并通过静电控制实现能带结构与拓扑的工程化调谐。
2025-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Moiré Ferroelectricity-Driven Band Engineering in Twisted Square Bilayers
Fudan University(复旦大学);Shanghai Research Center for Quantum Sciences(上海量子科学研究中心);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室)
研究通过莫尔能带理论探讨双层扭态正方形异构体中铁电性对能带工程的影响,提出候选材料并展示铁电性和隧道效应的竞争机制,揭示无外磁场下的非对称空间对称性。
2026-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ultra-Strong Spin-Orbit Coupling and Topological Moiré Engineering in Twisted ZrS2 Bilayers
我们预测,扭曲双层的1 T-ZrS $_2$实现了一个新的和可调的平台,工程师的二维拓扑量子相位占主导地位的强自旋轨道相互作用。在小扭转角下,ZrS $_2$异质结构产生了一个涌现的和扭转控制的莫尔Kagomé晶格,结合几何挫折和强自旋轨道耦合,产生了一个具有高度可控和几乎无色散带的莫尔量子自旋霍尔绝缘体。基于$Γ$处1 T结构的价带顶的双组分性质,我们设计了一个IV族过渡金属二硫属化物的通用赝自旋理论,并研究了强库仑排斥在拓扑莫尔Kagomé带的分数填充处产生的强量子反常Hall相以及可能的分数Chern绝缘态的出现.我们的研究结果建立了IV族过渡金属双硫族化合物双层膜作为一种新的莫尔平台,实现强相关的拓扑相位在扭曲可调设置。
2021-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci 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
Itinerant Magnetism in Twisted Bilayer WSe$_2$ and MoTe$_2$
Washington University in St. Louis(华盛顿大学圣路易斯分校);University of Pennsylvania(宾夕法尼亚大学);National University of Singapore(新加坡国立大学)
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