Double flat bands in kagome twisted bilayers
我们研究了一般的双层kagome晶格在层旋转时的行为。我们采用了一个紧束缚模型,每个位点有一个轨道,并发现(i)对于低旋转角和低能量,与扭曲双层石墨烯中相同的平带结构;尽管魔角值较大。此外,(ii)在高能量下,由于超结构对称区域,我们发现了kagome晶格的特征三带色散。在后者中,它的带宽降低较低的角度限制他们在几毫电子伏。因此,我们发现在扭曲的kagome晶格中,存在两组不同能量、位于双层系统不同空间区域的平带。
2019-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Flat Bands in Twisted Bilayers of Two-Dimensional Polar Materials
布洛赫平坦带的存在为实现材料中的强关联现象提供了一条便捷的途径。利用密度泛函理论和紧束缚方法,我们证明了在六方氮化硼($h$ BN)的扭曲双层膜中可以形成平带。然而,与其中需要魔角来形成平带的扭曲石墨烯双层不同,对于极性$h$ BN,只要扭曲角小于某些临界值,平带就可以出现。我们的模拟结果表明,价带最大(导带最小)状态主要驻留在莫尔超晶格的区域,其中两层中的阴离子N(阳离子B)原子彼此重叠。这些价态和导电状态的优先本地化起源于N和B之间的化学电势差,并通过N和B在两个层中的堆叠效应分别增强,如通过分析具有不同堆叠图案的$h$ BN双层膜的能级顺序所证明的。当这些状态在空间上局域化时,因为具有特定堆叠图案的区域在足够小的扭曲角下对于莫尔超晶格是孤立的,将形成完全平坦的带。这一机制也适用于其他二维极性晶体的扭曲双层膜。
2019-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Flat bands and gaps in twisted double bilayer graphene
我们提出了扭曲双层石墨烯(TDBG)的电子结构计算:一个四层石墨烯结构组成的两个AB-堆叠的石墨烯双层之间的相对旋转角。利用第一性原理计算,我们发现TDBG是半导体的,其带隙取决于扭曲角,可以通过外部电场进行调谐。间隙与TDBG对称性一致,其大小与表面效应有关,驱动电子从外层转移到内层。表面效应与内层局域态的能量上移竞争,引起带隙的特殊角度依赖性,其在低角度下减小。对于这些低扭曲角,TDBG发展出平坦带,其中内层中的电子定位在AA区域,如在扭曲双层石墨烯中。
2019-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Flat band properties of twisted transition metal dichalcogenide homo- and heterobilayers of MoS$_2$, MoSe$_2$, WS$_2$ and WSe$_2$
二维材料的扭曲双层,例如扭曲双层石墨烯,通常具有平坦的电子带,使得能够观察电子相关效应。在这项工作中,我们研究了扭曲的过渡金属二硫属化物(TMD)的同质和异质双层膜,通过结合MoS $_2$,WS $_2$,MoSe $_2$和WSe $_2$单分子膜获得的电子结构,并显示如何平带特性依赖于双层的化学组成以及它的扭曲角。我们确定了放松的原子结构的扭曲双层使用经典力场和计算的电子能带结构使用紧束缚模型参数化的第一性原理密度泛函理论。我们发现,在这些系统中的最高价带可以来自$Γ$ -点或$K$ / $K'$ -点状态的组成单分子膜。对于均质双层,两个最高价带由单层$Γ$ -点态组成,表现出石墨烯样的分散,并且随着扭转角的减小而变得平坦。对于$Γ$衍生态和$K$ / $K'$衍生态的排序既取决于材料成分又取决于扭转角的异质双层,情况更为复杂。在所有的系统中,定性不同的能带结构时,原子弛豫被忽略。
2021-05-17 cond-mat.mtrl-sci
Designing Flat Band by Strain
我们研究了扭曲双层石墨烯和双层过渡金属二硫属化物(TMD)系统中异质应变对莫尔带的影响。对于扭曲角接近$1^\circ$的双层石墨烯,我们发现异质应变显著增加了导带和价带之间的能量分离以及电荷中性时的狄拉克速度,从而解决了扫描隧道光谱和量子振荡实验中的几个难题.对于双层TMD,我们表明,应用小的异质应变通常会导致高度可调的平坦莫尔带。
2019-02-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Moiré polar vortex, flat bands and Lieb lattice in twisted bilayer BaTiO$_3$
本文通过第一性原理计算研究扭曲双层 BaTiO$_3$,发现其莫尔涡旋图案支持准平带,并在约 19° 扭曲角处形成迄今最大的莫尔魔角,且该图案可用 Lieb 晶格紧束缚模型描述并揭示其拓扑性质。
2024-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Flat Chern Band From Twisted Bilayer MnBi$_2$Te$_4$
本文建立了双层扭曲MnBi $_2$ Te $_4$莫尔超晶格的连续介质模型,研究了双层扭曲MnBi薄膜在铁磁相和反铁磁相的能带结构.我们发现该系统具有高度可调谐的陈氏带,其陈氏数高达$3$。我们发现,扭转角的$1^\circ$变成一个平坦的频带与陈数$\pm1$,是孤立的FM和AFM阶段的所有其他频带的最高价电子带。这一结果为实现分数Chern绝缘体和$p+ip$拓扑超导体等相关拓扑相的时间反演破缺提供了一个很有前途的平台。此外,计算还表明,在MnBi $_2$ Te $_4$中,扭曲堆积有利于量子反常霍尔效应的出现.
2023-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct evidence for flat bands in twisted bilayer graphene from nano-ARPES
在扭曲的双层石墨烯中的传输实验揭示了多个超导圆顶被相关的绝缘态分开。这些性质通常与强关联态在一个平坦的迷你带的六角莫尔超晶格,因为它是由能带结构计算预测。这种平带的证据来自于局域隧道光谱和电子压缩性测量,报告了两个或更多个尖锐的峰,这些峰可能与紧密间隔的范霍夫奇点有关。然而,直接的动量分辨测量被证明很困难。在这里,我们结合了不同的成像技术和角度分辨光电发射与同时实和动量空间分辨率(纳米ARPES)直接映射带分散在扭曲的双层石墨烯设备附近的电荷中性。我们的实验揭示了大面积均匀的扭曲角,支持一个平坦的带谱权重是高度本地化的动量空间。平带与色散狄拉克带分离,色散狄拉克带显示多个莫尔杂交间隙。这些数据确立了扭曲双层石墨烯能带结构的显著特征。
2020-02-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Atomic displacements drive flat band formation and lateral electron and hole separation in near-60 degree twisted MoSe2/WSe2 bilayers
该研究通过从头算密度泛函理论,发现近60度扭曲的MoSe2/WSe2双层膜在约3度扭曲角下出现价带与导带平带,原子位移产生的极化梯度实现电子空穴横向分离,形成的激子兼具面外与面内偶极矩。
2025-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optically induced flat bands in twisted bilayer graphene
在魔扭角下的扭曲双层石墨烯具有平坦的能带,这导致超导性和强关联物理。这些独特的属性通常限于魔角周围的窄范围的扭曲角,具有小的允许公差。在这里,我们报告的机制,使平坦的带结构使用相干光照明,导致出现平坦孤立的Floquet-Bloch带。我们表明,该效果可以实现相对较弱的光束在可见光-红外范围内(低于材料带宽),并持续为一个广泛的小扭曲角,增加了一个数量级的允许扭曲公差。我们讨论的条件下,这些频带表现出非零陈数。这些光学诱导的平坦带可能具有强相关的、非平衡的物质电子态。
2020-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Moiré Flat Bands in Twisted Double Bilayer Graphene
我们研究了扭曲双双层石墨烯(TDBG),一个四层系统组成的两个AB-堆叠的石墨烯双层相对于彼此旋转一个小角度。我们的从头计算能带结构计算揭示了一个相当大的能隙在电荷点的中性,我们分配给固有的对称极化(ISP)。然后,我们将ISP效应引入到紧束缚参数化中,并对TDBG模型进行计算,该模型包括晶格弛豫效应到非常小的扭转角。我们确定了一个狭窄的区域周围的魔角$θ^\circ = 1.3^{\circ}$的特点是一个非常平坦的带缺口从其他国家,即使没有外部电场的歧管。为了理解TDBG中魔角的根本起源,我们构建了一个连续介质模型,该模型指向扭曲双层石墨烯(TBG)模型的隐藏数学链接,从而表明能带平坦化是TDBG的基本特征,而不是外部场的结果。
2019-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci 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
Charge Smoothening and Band Flattening due to Hartree corrections in Twisted Bilayer Graphene
掺杂扭曲的双层石墨烯远离电荷中性导致每个莫尔单元电池内的电荷不均匀性的巨大积累。在这里,我们表明,使用无偏实空间自洽Hartree计算上的一个轻松的晶格,库仑相互作用平滑这种电荷不平衡,通过改变占领早期确定的“环”轨道在AB/BA区域和“中心”轨道在AA区域。对于空穴掺杂,这意味着在${\bf Γ}$点的状态的能量的增加,导致进一步平坦化的平坦带和在费米能级的范霍夫奇点的钉扎。电荷平滑将影响不同可能相关相位之间的微妙竞争。
2019-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Floquet-Engineered Topological Flat Bands in Irradiated Twisted Bilayer Graphene
我们提出了一种可调谐的光学装置,在圆偏振光下在扭曲双层石墨烯中设计拓扑非平凡的平坦带。使用分析和数值计算,我们表明,近平带可以在小扭转角附近的静态系统的魔角工程。这些带之间的平坦度和间隙可以通过改变激光频率和振幅进行光学调谐。我们研究了层间跳跃变化对Floquet平带的影响,发现晶格弛豫有利于它们的形成。此外,我们发现,一旦形成,平坦带进行非零陈数。我们表明,在目前已知的参数值,这样的拓扑平坦带可以实现使用圆偏振紫外激光。因此,我们的工作开辟了在莫尔超晶格中创建光学可调的、强相关的电子拓扑相位的道路。
2020-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable bandgaps and flat bands in twisted bilayer biphenylene carbon
由于层与层之间的相互作用,扭曲双层二维材料表现出许多不同于单层材料的独特的光学和电学性质,引起了当前物理学界的极大兴趣。利用第一性原理和紧束缚模型计算方法,系统地研究了双分子层联苯碳的电子性质。结果表明,扭转效应不仅导致半导体到金属的相变,而且使BPC的禁带宽度可调(0 ~ 120 meV,取决于扭转角)。此外,与扭曲双层石墨烯(TBG)不同,扭曲BPC中的平带不再受“魔角”限制,即,除了小角度外,在几个特定的大角度处也可以出现异常平坦带。这些平带的电荷密度具有不同的局域模,表明它们可能来自不同的堆叠模,具有不同的性质。本工作中所呈现的奇异物理性质预示了扭曲BPC在太赫兹和红外光电探测器的应用以及强关联探索方面的前景。
2021-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Magneto transport of pressure induced flatbands in large angle twisted bilayer graphene
本研究通过压力调控大角度扭转双层石墨烯的层间耦合,实现与魔角等效的平带,并验证其量子霍尔特征,为扩展可调莫尔材料提供新途径。
2025-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of Bilayer Thickness on Membrane Bending Rigidity
用单微量吸管和双微量吸管技术测量了两亲性嵌段共聚物自组装双层囊泡的抗弯刚度$k_c$。这些共聚物的疏水膜厚度$d$比它们的脂质对应物大近5倍,分子量$\bar{M}_n$大一个数量级。这些两亲物的大分子结构有助于深入了解和扩展传统表面活性剂行为的关系。我们发现$k_c$的缩放与厚度接近二次,与现有的双层膜的理论。这里的结果是理解和设计软界面,如生物膜模拟的关键。
2004-01-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Undulation-induced moiré superlattices with 1D polarization domains and 1D flat bands in 2D bilayer semiconductors
本文通过第一性原理计算,发现二维双层半导体的一维起伏可诱导一维极化畴和一维平带,提出“曲率电子学”作为设计新奇电子相的新途径。
2025-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
One-dimensional moire chains with partially-filled flat bands in two-dimensional twisted bilayer WSe2
本研究通过扫描隧道显微镜在扭曲双层WSe2中引入一维边界,成功实现了一维莫尔链平带的选择性填充与电子态操控,为在二维系统中探索一维相关电子态开辟了新途径。
2023-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Flat bands in bilayer graphene induced by proximity with polar $h$-BN superlattices
本文通过第一性原理与紧束缚模型结合Wannier函数方法,证明极性h-BN超晶格的静电邻近效应可在AB堆叠双层石墨烯中诱导出分离良好的平带,并揭示了原子排列对能带结构的关键影响。
2023-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnon magic angles and tunable Hall conductivity in 2D twisted ferromagnetic bilayers
随着在扭曲双层石墨烯(tBLG)中发现相关的绝缘相和超导相,扭曲电子学是当前凝聚态物理中最活跃的研究领域之一。在这里,我们提出了tBLG的磁振子类似物。我们研究了扭曲铁磁双层膜(tFBL)中的磁振子,包括交换和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。对于可忽略的π,tFBL呈现离散的磁振子魔角和类似于tBLG的平坦莫尔能带。然而,这一变化改变了局面,使该系统更加奇特。tFBL中的自旋导致了任意扭转角下丰富的拓扑磁振子能带结构。扭转角变成了磁振子霍尔和能斯特电导率的控制旋钮。带隙的平坦带出现在连续的魔角中。在连续谱的下限,能带结构重构形成拓扑平坦带束。豪华的扭曲角控制带隙,拓扑性质,平带的数量,霍尔和能斯特电导率呈现tFBL一种新颖的设备从基本和应用的角度来看。
2020-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evolution of flat band and role of lattice relaxations in twisted bilayer graphene
本研究结合纳米点角分辨光电子能谱和原子力显微镜,解析了魔角扭曲双层石墨烯中平带随扭曲角度的演化,发现晶格弛豫对平带物理具有重要作用。
2024-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergence of flat bands in the quasicrystal limit of boron nitride twisted bilayers
该研究通过经DFT验证的紧束缚模型,发现接近30°扭转的六方氮化硼双层膜在准晶极限下会出现不依赖堆叠方式的平带簇,其源于层间B-B耦合的莫尔诱导K谷散射,且该现象可推广至其他二维扭转双层膜。
2024-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Plasmons in twisted bilayer graphene across dispersive and flat bands
Università della Calabria(卡拉布里亚大学);INFN(意大利国家核物理研究所)
该研究通过含时密度泛函理论计算,揭示扭转双层石墨烯在大角度色散带和小角度准平带中分别呈现狄拉克等离激元与带间等离激元,后者能量经标定位于中红外范围。
2026-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological and stacked flat bands in bilayer graphene with a superlattice potential
本研究发现带二维超晶格势的双层石墨烯可实现高陈数拓扑平带与近百meV宽的C=0堆叠平带,且拓扑平带在1/3填充下以分数陈绝缘体为基态,为平带实验提供新平台。
2023-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable lattice reconstruction and bandwidth of flat bands in magic-angle twisted bilayer graphene
层间范德华相互作用和层内晶格畸变之间的相互作用可以导致轻微扭曲的双层石墨烯(TBG)的结构重构,其中扭曲角小于特征角θc。实验证明θc非常接近魔角(θ ~ 1.05°)。在这项工作中,我们解决了重建和未重建的结构之间的过渡TBG跨魔角通过使用扫描隧道显微镜(STM)。我们的实验表明,这两种结构都是稳定的TBG在魔角附近。通过施加STM尖端脉冲,我们表明,这两种结构可以切换到彼此和平坦带的带宽,这起着至关重要的作用,在出现强关联态的魔角TBG,可以调谐。观察到的可调晶格重构和带宽的平坦带提供了一个额外的控制旋钮,以操纵附近的魔角的TBG的奇异的电子状态。
2020-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Reduction of the Twisted Bilayer Graphene Chiral Hamiltonian into a $2\times2$ matrix operator and physical origin of flat-bands at magic angles
通过考虑粒子-空穴对称性的哈密顿量重整化,将扭曲双层石墨烯手性哈密顿量约化为$2\ imes2$矩阵算符,揭示魔角平带源于相位挫败效应,并与柔性晶体中的 floppy-mode bands 建立了意想不到的联系。
2023-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant anisotropic band flattening in twisted $Γ$ valley semiconductor bilayers
本文提出Γ谷摩尔系统各向异性能带平坦化理论,预测扭曲双层黑磷具有巨各向异性平坦能带,并基于滑移Luttinger液体计算相图,确立其为探索低维关联物理的实验平台。
2023-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
3/2 magic-angle quantization rule of flat bands in twisted bilayer graphene and relationship with the Quantum Hall effect
本研究通过手性模型证明扭转双层石墨烯高阶幻角平带收敛为朗道态,并推导出3/2量子化规则,揭示其与量子霍尔效应的联系。
2023-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable bandwidths and gaps in twisted double bilayer graphene system on the verge of correlations
我们使用温度依赖的电阻率在小角度扭曲双层石墨烯测量带宽和带隙。这种电子-空穴不对称系统具有一组非色散带,其在电场作用下分裂成两个平坦带-与扭曲双层系统不同。随着电场的增加,两个出射平带之间的间隙单调增加,带宽从1 meV调谐到15 meV。这两个带隙的平带导致一系列热诱导绝缘体到金属的转变-我们使用一个模型,在电荷中性,仅使用传输测量来测量带宽。具有可调间隙和带宽的两个平坦带提供了探测相关性出现的机会。
2020-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Possible high $T_c$ Superconductivity in La$_3$Ni$_2$O$_7$ under High Pressure through Manifestation of a Nearly-Half-Filled Bilayer Hubbard Model
本研究受高压下La$_3$Ni$_2$O$_7$高$T_c$超导实验启发,理论分析该材料超导机制,发现其超导源于Ni $3d_{3z^2-r^2}$轨道构成的近半填充双层Hubbard模型,虽受$3d_{x^2-y^2}$轨道耦合削弱仍能达到实验观测的高$T_c$。
2024-03-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Chirality induced Giant Unidirectional Magnetoresistance in Twisted Bilayer Graphene
扭曲双层石墨烯(TBG)具有平坦的能带和手性晶格结构,表现出迷人的相关驱动现象,如超导性和莫特绝缘态。我们通过量子输运计算发现,手征性导致了TBG中的巨单向磁电阻(UMR),其中单向性指的是电流或磁场方向反转时电阻的变化。我们指出,平带显着增强这种效果。在10 T面内磁场中,扭转角为1.5 $^\circ$时,UMR迅速增大,达到约20%.我们提出的能带结构拓扑结构(不对称),这导致了一个方向敏感的平均自由程,作为一个有用的方式来预测UMR效应。UMR提供了一个探针的手征性和带平坦性的扭曲双层。
2021-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Moiré magnons in twisted bilayer magnets with collinear order
我们探讨了下一个最近邻Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的扭曲双层磁体中的莫尔磁振子带,假设在弱层间耦合下保持面外共线磁序。通过对四种典型情况的磁振能带结构和拓扑Chern数的计算,我们发现:(1)谷莫尔带在很宽的连续扭转角范围内都是非常平坦的,(2)最低的几个平坦带的拓扑Chern数随扭转角的变化很大;双层反铁磁体中最低的几个拓扑平带在横向上具有非平凡的热自旋输运;这些特性使得扭曲双层磁体成为研究摩尔电子的磁振子对应物的理想平台,其中磁振子和电子之间的统计差异导致了全新的物理行为。
2020-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Electron interactions in strain-induced zero-energy flat band in twisted bilayer graphene near the magic angle
在扭曲双层石墨烯(TBG)中的魔角附近,两个低能范霍夫奇点(VHS)变得非常窄1 -10,并且许多奇异的相关态,如超导性,铁磁性和拓扑相,被忽略11 -16。异质应变在TBG中几乎是不可避免的,它可以改变TBG的单粒子能带结构,并导致TBG具有迄今为止从未被考虑过的新特性。在这里,我们表明,在TBG附近的魔角的异质应变产生一个新的零能量平坦带之间的两个VHS。掺杂的TBG部分填充的零能量的平带,我们观察到一个相关诱导的间隙约10毫电子伏分裂的平带。通过施加垂直磁场,观察到间隙对磁场的大且线性的响应,这归因于当平带的谷简并度因电子-电子相互作用而提升时,TBG中出现大的轨道磁矩。在TBG中,每个莫尔超晶胞的轨道磁矩测量为约15 uB。
2020-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Local-Antisymmetric Flat Band and Coexisting Correlated stripe charge orders in WSe2-Modulated Twisted Bilayer Graphene
该研究通过WSe2衬底的原子对齐调控魔角双层石墨烯能带,实现平带局域反对称性破缺,首次观测到正交条纹电荷序共存,揭示了界面原子对齐作为平带物理新调控参数的重要作用。
2025-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Flat-band full localization and symmetry-protected topological phase on bilayer lattice systems
在这项工作中,我们提出了双层平带哈密顿量,其中所有的体状态是本地化和指定的广泛的局部运动积分(LIOMs)。本系统是Creutz阶梯的双层扩展,这是以前研究的。为了构建模型,我们采用积木,立方体运营商,这是在双层晶格的每个立方体中定义的费米子的线性组合。有八个三次算子,哈密顿量由它们的数算子组成,即LIOM。需要立方算子的位置的适当安排以具有精确的投影哈密顿量。射影哈密尔顿算子属于一个拓扑分类类,BDI类。在开边界条件下,所构造的哈密顿算子具有无隙的边缘模,这些模之间以及哈密顿算子之间都是可交换的。这一结果来自于类似于BDI类的一维手征对称性的对称。这些结果表明,射影哈密顿量描述了一类对称性保护的拓扑相物质。仔细研究了拓扑指数,如Berry相位,弦算子。我们还表明,通过使用无间隙的边缘模式,广义Sachdev-Ye-Kitaev(SYK)模型的构造。
2021-05-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Evolution of Flat Band and Van Hove Singularities with Interlayer Coupling in Twisted Bilayer Graphene
该研究用含环境依赖层间跃迁的紧束缚模型拟合石墨烯与 TBG 实验数据,揭示平带在 Dirac 点附近并沿连接两层最近 Dirac 点的波矢方向形成。
2024-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
One-dimensional flat bands in twisted bilayer germanium selenide
在以小角度的相对扭转堆叠的少层材料的制造和表征方面的实验进展最近显示出平坦能带的出现。因此,电子相互作用变得相关,为强相关二维系统的物理学提供了进展。在这里,我们证明了通过结合大规模从头计算模拟与数值精确的强相关方法,一个有效的一维系统出现在堆叠两个扭曲的片材GeSe,在显着的对比,到目前为止研究的所有莫尔系统。这不仅允许研究在一个维度上的激励的必然集体性质,而且还可以作为一个有前途的平台,通过改变扭转角,在受控设置中仔细检查从二维到一维的交叉,这提供了一个有趣的理论基准。因此,我们建立扭曲双层锗硒作为一个有趣的侵入到强相关物理的低维系统。
2020-02-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Tunable electrochemistry with moiré flat bands and topological defects at twisted bilayer graphene
调整固液界面上的电子转移动力学是电能和化学能相互转换的基础。堆叠具有非常小的方位角取向差的原子级薄层以产生莫尔超晶格,使得能够控制电子能带结构的工程和形成非常平坦的电子能带。在这里,我们报告了在扭曲双层石墨烯电极处的异质电荷转移动力学的强扭曲角依赖性,在“魔角”(~1.1度)附近观察到最大的增强。这种效应是由摩尔纹衍生的平带的角度依赖性调谐驱动的,所述平带调制与溶液相氧化还原对的电子转移过程。结合实验和计算分析表明,在摩尔角的电化学活性的变化控制的摩尔超晶格的原子重构在扭转角<2度,和拓扑缺陷AA堆叠区域产生一个大的异常局部电化学增强,不能单独由升高的局部状态密度。我们的研究结果引入莫尔平带材料作为介导电化学转化的独特可调范例。
2021-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Chern-Selective multi-valley Flat Bands in Twisted Mono-Bilayer and Mono-Trilayer MoTe$_2$
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);University of Chinese academy of sciences(中国科学院大学);Center for Computational Quantum Physics, Flatiron Institute(平顿研究所计算量子物理中心);Department of Physics, Princeton University(普林斯顿大学物理系);Laboratoire de Physique de l’Ecole normale supérieure, ENS, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris-Diderot, Sorbonne Paris Cité(巴黎高等师范学院物理实验室)
通过第一性原理和连续模型,发现扭转单双层和单三层MoTe$_2$中低能莫尔平带同时来自Γ和K/K'谷,具有不同Chern数,且可通过层数和堆叠调控。
2025-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Revealing flat bands and hybridization gaps in a twisted bilayer graphene device with microARPES
本研究利用微聚焦角分辨光电子能谱,在功能器件中表征了近魔角扭曲双层石墨烯的子带色散,提取了杂化能隙及平带片段,并通过原位静电掺杂揭示了电子结构演化,为控制多体相互作用提供了关键条件。
2024-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Symmetry-based classification of exact flat bands in single and bilayer moiré systems
本文基于空间对称性系统分类了单层和双层莫尔体系中精确平带的数量,证明对称性最多保护6条平带,并揭示了这些平带的非平凡拓扑性质及拓扑重费米子描述的可能性。
2023-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
One-dimensional moiré superlattices and flat bands in collapsed chiral carbon nanotubes
我们证明,一维莫尔图案,类似于那些发现在扭曲的双层石墨烯,可以出现在塌陷的手性碳纳米管。借助于结合的方法,即分子动力学,以获得松弛的几何结构和紧束缚计算验证对从头计算模型,我们发现,魔角物理发生在塌陷的碳纳米管。速度降低,平坦的频带和本地化的AA地区与减少莫尔角被揭示,显示一个魔术角接近1 $^{\rm o}$。从AA区域的空间延伸和平带的宽度,我们估计,在这些系统中的多体相互作用比在扭曲的双层石墨烯更强。手性塌陷碳纳米管作为扭曲双层石墨烯的一维类似物,在探索低维多体效应和超导性方面具有很好的前景。
2021-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The kinetic theory of ultra-subsonic fermion systems and applications to flat band magic angle twisted bilayer graphene
University of Maryland, College Park(马里兰大学帕克分校)
本研究针对亚音速费米子系统的声子散射特性,建立两带系统动理学理论,推导弛豫时间与电阻率公式,预测不同温区输运行为,为平带系统低温奇异金属行为提供新解释。
2023-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inducing topological flat bands in bilayer graphene with electric and magnetic superlattices
本研究探讨了在Bernal堆叠双层石墨烯中应用空间周期性面外磁场(磁超晶格)及其与电超晶格结合来诱导拓扑平带的方法,发现两者共同作用可产生高Chern数的平带,并提出了利用II型超导体涡旋阵列和磁电材料实现这种超晶格的方案。
2024-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Degenerate flat bands in twisted bilayer graphene
本文证明 Bistritzer–MacDonald 哈密顿量手征极限中存在四重简并平带与无穷多个简并魔角,并确定其 Chern 数为 $-1$ 且平带仅可能二重或四重简并。
2025-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci 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
Twisted bilayer BC$_3$: Valley interlocked anisotropic flat bands
在这里,我们提出BC $_3$,一种已经合成的石墨烯衍生物,作为一个平台,通过引入具有失配堆叠的莫尔图案来实现奇异的量子相。在扭转双层BC $_3$中,它示出了从二维到准一维能带结构的交叉发生与扭转角作为控制参数。这是范德瓦尔斯堆叠系统中指导原理的典型表现:相邻层中布洛赫波函数之间的量子干涉对有效层间隧穿有显著影响。有趣的是,准一维化以谷依赖的方式发生。也就是说,在谷指数和准1D方向性之间存在互锁,这使得BC $_3$成为谷电子器件的合理候选者。此外,谷联锁准一维状态的强相关制度减少到一个有趣的变体的Kugel-Khomskii模型,其中交织的谷和自旋自由度可能会导致奇异的量子相位。值得注意的是,由于三重谷简并性,Kugel-Khomskii模型的这种变体不能在常规固体中实现。
2022-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Faithful Tight-binding Models and Fragile Topology of Magic-angle Bilayer Graphene
在“魔角”扭曲的双层石墨烯中,当接近中性的近平带被部分填充时,已经观察到相关的绝缘体和超导电性。虽然动量空间连续模型准确地描述了这些平带,相互作用的影响更方便地纳入紧束缚模型。我们以前已经证明,没有完全对称的紧束缚模型可以是最小的,在这个意义上捕捉的平带,所以扩展的模型是不可避免的。在这里,我们介绍了一个家庭的紧束缚模型,捕捉平带,同时保留所有的对称性。特别是,我们构建了三个具体的模型,每个谷和每个自旋有五个,六个或十个带。这些模型也是忠实的,因为额外的自由度代表了远离中性的能带,它们可以作为相互作用效应受控研究的最佳起点。此外,我们的构造证明了近平坦带的“脆弱拓扑”;即,当将一组特定的平凡带添加到模型中时,可以解决构造指数局部化的Wannier函数的障碍。
2019-06-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Chiral valley phonons and flat phonon bands in moiré materials
我们研究了扭曲双层WSe 2中声子模的手征性,并证明了扭曲角接近$0^{\circ}$和接近$60^{\circ}$时$K/K^\prime$谷声子的不同手征行为。特别是,多个手征非简并$K/K^\prime$谷声子被发现的扭曲角附近的$60^{\circ}$,而没有发现非简并手征模式的扭曲角接近$0^\circ$。此外,我们发现了两套新兴的手征谷模式,起源于在莫尔尺度上的反转对称性破缺,并在应变工程双层WSe 2和MoSe 2/WSe 2异质结构的莫尔图案中找到了类似的模式。在声学和光学模式之间的能隙,形成一个广泛的扭曲角的平面声子带中观察到的扭曲双层WSe 2。我们的研究结果是相关的理解电子-声子和激子-声子散射的莫尔材料,也为设计的声子类似物的平带电子。
2022-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci