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    魔轉角雙層石墨烯模型中的激子激發與有限溫度相圖

    文章來源: 發布時間: 2022-05-11 【字體:      

      轉角雙層石墨烯(TBG)是備受關注的強關聯電子系統,人們在實驗上觀察到 其中存在關聯絕緣態與非常規超導態、反常量子霍爾效應、波梅蘭丘克效應等。這些豐富的多體物理現象吸引了理論工作者濃厚的研究興趣,中國科學院理論物理研究所李偉副研究員與合作者曾TBG 的實空間有效模型中發現了具有自發時間反演對稱性破缺和非零陳數的拓撲莫特絕緣態(Nature Commun. 12, 5480 (2021))。然而,該拓撲莫特絕緣態的激發以及有限溫度特性仍是未解之謎。 

       

      在最近的一項研究中(Phys.Rev.Lett.128,157201(2022)),理論物理所石弢研究員、李偉副研究員與合作者采用熱張量網絡態計算和微擾場理論方法,獲得了TBG實空間有效模型的有限溫度相圖,并分析推導了其動力學性質。相圖包括在低溫下的量子反?;魻栂嗪碗姾擅芏炔ㄏ?,以及從這兩類相到高溫對稱相的伊辛相變。作者在理論上預言了能量遠小于平均場能隙的激子束縛態。由于激子激增,伊辛相變溫度會遠低于平均場能隙,該結論對理解低溫實驗觀察到的量子反?;魻枒B提供了理論解釋。在此基礎上,作者進一步做出理論預言,提出測量如電荷壓縮率和光導率等來觀測實際TBG系統中激子激增的有限溫度相區。該工作結合精確數值方法與場論計算手段,揭示TBG有效模型中的激子束縛態,并發現激子的激增會極大影響多電子態的熱力學性質和拓撲性質,也為其他莫爾量子材料的有限溫性質的研究提供了有效的方法。 

      該工作由理論物理研究所石弢研究員、李偉副研究員、林喜悅博士生、香港大學孟子楊教授和陳斌斌博士后合作完成。研究工作得到了國家自然科學基金重點項目和面上項目等的資助。 

       

      原文鏈接: 

      https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.128.157201 

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