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中國科學院物理研究所博士生廖元達及其研究團隊–轉角雙層石墨烯雙軌道擴展Hubbard模型的價鍵序電荷中性

使用無偏的大規模量子蒙特卡洛模拟方法,研究了蜂窩狀晶格上具有兩個電荷中性軌道的擴展Hubbard模型。随着團簇電荷相互作用的增強,狄拉克費米子的費米速度被重整化,直到出現一個質量項,并建立起從狄拉克半金屬到價鍵固體(VBS)絕緣子的量子相變。其中發現該量子臨界點屬于三維N = 4 Gross-Neveu手性XY普适性,其臨界指數具有較高的精度。進一步增強的相互作用使系統進入兩個不同的VBS相,揭示了它們之間的特性和轉變。由于該模型與魔角扭曲的雙層石墨烯有關,因此本文的結果可能與材料電荷中性點處的對稱破壞順序相關,并将其量子臨界漲落與周圍廣泛的金屬行為聯系起來。

FIG. 1. 基态相位圖。

FIG. 2. 結構因子CB(K)在t2/t=0作為U/t的函數時的(a)鍵-鍵的相關比RB和(b)臨界數據分析。

FIG. 3. (a)1/L外推單粒子間隙Δsp(K),該間隙在U/t=22和U/t=28之間。(b)自旋間隙的1/L外推量Δspin(K),自旋間隙與單粒子間隙同時打開,作為pVBS階的建立。

FIG. 4. (a)在大的U值下,系統的每個位置的動能。(b) CB(K)對于相同的過程,VBS順序也發生了跳躍,表明這是不同VBS相之間的轉變。(c)複序參數DK的角度相關性。(d)-(e)不同交互強度下DK的直方圖U<UVBS, U≈UVBS, U>UVBS。

FIG. 5. (a) pVBS和cVBS的之字形域壁的光譜。(b) pVBS和cVBS的鋸齒形域壁,底部為pVBS相,頂部為cVBS相。

相關研究成果于2019年由中國科學院物理研究所博士生廖元達及其研究團隊,發表在Phys. Rev. Lett. (https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.157601)上。原文:Valence Bond Orders at Charge Neutrality in a Possible Two-Orbital Extended Hubbard Model for Twisted Bilayer Graphene

本文來自石墨烯雜志,本文觀點不代表利特納米立場,轉載請聯系原作者。

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