• Nano-engineering symmetry, interactions and topology in Flatlands (atomically thin 2D crystals) : Understand the role of symmetry in various interaction-driven phenomena : Investigate new moiré physics : Engineer new collective/topological quantum phenomena in ‘designer' Flatlands • Flatlands quantum electronics : Realize the devices with new functionality : Harnessing nontrivial transport properties originating from the非零浆果曲率:创建访问弹道传输方式的功能设备•设计和建立实验,可以更深入地了解现象(例如,离子 - 液体门控,热电和自旋测量等)•拓扑量子设备:低维系统中的新拓扑•新材料和设备体系结构:演示收获电子量子性质的新设备体系结构:探索新物理学的新材料
我们考虑二维电子气体与量化的腔模式相互作用。我们发现电子和腔中光子之间的耦合会增强超导间隙。至关重要的是,与更幼稚的方法相比,PEIERLS阶段中的所有术语都保持鲜明对比,这可能导致虚假的超级级相变。我们使用平均场理论来表明差距与空腔耦合强度大致线性增加。可以通过扫描隧道显微镜(STM)测量值(STM)的测量值(或者对于Moir'E系统的薄片)(由于较大的晶格由于较大的晶格会更明显)与局部结构的电磁场形式相互作用,因此可以在本地观察到效果。我们的结果也与与腔模式相互作用的量子光学设置与量子光学设置有关,在该模式下,晶格的几何形状和系统参数可以在广泛的范围内调节。
在散装3R-TMD晶体中,具有相同堆叠顺序的层组显示为三维双胞胎,被双边界的平面隔开。Here, we propose [10] the formation of two-dimensional (2D) electron/hole gases at twin boundaries, analyse their stable density in photo-doped structures, which appears to be in the range of n * ~8x10 12 cm -2 for electrons at both intrinsic mirror twin boundaries in bulk crystals and twisted twin boundaries in structures assembled from two thin mono-domain films.我们还预测了组装双胞胎之间的扭角值的“魔法”值,为此,累积的载体密度,n *和moiré模式之间的可相差性将促进形成强相关的电子状态,例如wigner晶体。参考文献[1] F. Ferreira等,科学报告11,13422(2021)
近期的显着实验已经观察到零场的分数量子异常霍尔(FQAH)效应,并且在扭曲的半导体双层t mote 2中的异常高温度,因此是第一个真实的分数分数Chern绝缘子。令人着迷的观察结果,例如观察到分数霍尔效应的扭曲角度的不存在整数大厅效应,但确实无法解释。实验相图作为扭角的函数仍有待确定。通过综合数值研究,包括纠缠光谱,我们表明,在整个扭曲角范围θ≤4°整个竞争状态的能量及其能量差距上,带对竞争状态的能量及其能量差异具有很大的定性和定量作用。这为对众多相关的Moir'E超级晶格以及对这些引人入胜的系统的相图的理解而进行了现实研究奠定了基础。
我们表明,剪切的石墨烯双层可以调节以具有扁平的低能带,以供大量的Moir'e超级细胞。在此制度中,相互作用的系统易于发展破碎的对称阶段,而山谷对称性破裂为主要模式。对称性的强信号有利于配对不稳定性的发作,其中库珀对中具有相反自旋投影的电子生活在不同的山谷中。由于排斥的库仑相互作用,费米线变得扭曲了,这使得筛选高度各向异性,从而在某些相互作用通道中很容易引起吸引力。我们还表明,剪切的石墨烯双层提供了实现奇偶校验和山谷象征的综合分解的可能性,使其非常适合研究二维电子系统中的相关性与拓扑之间的相互作用。
这是当前争论的问题,是扭曲双层石墨烯中的栅极可调超导性是否是由电子 - 电子相互作用引起的。最近在角度分辨光发射光谱实验中对电子与所谓的K-Phonon模式的强耦合的观察结果复苏了早期的提案,即K声子驱动了超导性。我们表明,相互作用的带宽增强效应极大地削弱了对配对的内在敏感性以及筛选库仑抑制,这对于在低温下占主导地位至关重要。该排除了纯粹的K-Phonon介导的超导性,观察到的过渡温度为〜1K。我们得出结论,库仑相互作用对频段的不抗态度挑战了任何纯声子驱动的配对机制,并且必须由MoirépraptoreinMoirépradectioninMoirégraphene中成功理论的成功理论来解决。
最近,交替的Twist多层石墨烯(ATMG)已成为Moiré系统家族,它们与扭曲的双层石墨烯共享几种基本特性,并有望在魔术角附近托管类似强的Electron-Electron相互作用。在这里,我们研究了交替的扭曲Quadrilayer石墨烯(ATQG)样品,扭曲角为1.96°和1.52°,它们从1.68°的魔法角度略微去除。在较大的角度,我们才发现仅当ATQG被掺杂而没有超导性的签名时,我们才能发现相关绝缘子的特征,而对于较小的角度,我们找到了超导性的证据,而相关绝缘体的符号则弱化。我们的结果提供了对ATMG相关相的扭曲角依赖性的见解,并阐明了魔术角范围边缘的中间耦合方案中相关性的性质,在魔术角范围的边缘范围内,分散和相互作用的相同顺序相同。
图1:所选接口的干涉4D-STEM暗场成像。(a)4D-STEM方法的示意图,其中光束干扰用于提取堆叠顺序。(b)示意图说明了用于标记石墨烯三层的扭曲角,θ和层编号约定。(c)在扭曲的三层Moir'ES中实现的各种高对称堆叠配置的插图。(d,e)具有θ13≈0°(d)和θ13= 0的三角形的平均收敛束电子衍射图。22◦(e)。插图中突出显示了重叠的ttlg bragg磁盘。每个bragg磁盘归因于一层,在SI第6节中进行了主动。(f,h)虚拟暗场图像对应于1&3的重叠。(g,i)与所有三层重叠相对应的虚拟暗场图像。比例尺分别为1 nm -1和25 nm(d,e)和真实空间(F – i)。
方法样品制备使用“撕扯和堆叠”方法制造器件。用聚乙烯醇(PVA)拾取石墨烯和hBN。然后,将异质结构翻转到由甲基丙烯酸甲酯共聚物(Elvacite 2550/透明胶带/Sylgard 184)组成的中间结构上,并转移到具有 Ti/Au 电极的预先图案化的 SiO 2/Si 芯片上。将残留聚合物溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮、二氯甲烷、水、丙酮和异丙醇中。我们进一步使用AFM尖端清洁和高温形成气体退火程序清洁样品表面。最后,将器件在170°C的超高真空中退火12小时,并在400°C下退火2小时,然后将其转移到STM中。 STM 测量 STM/STS 测量是在自制的稀释制冷机 STM 上进行的,其钨尖端在 Cu(111) 表面上制备。MATBG 的载流子密度由施加到简并掺杂 Si 的栅极电压 V g 和通过 Au/Ti 电极施加到 MATBG 的样品电压 V s 控制。dI/dV 是通过锁定检测由添加到 V s 的交流调制 V rms 引起的交流隧道电流来测量的。测量是在样品偏置电压 V s 接近零的情况下进行的,以避免由于 K 点或 M 点声子 43 引起的非弹性隧穿。序参数分解有关此过程的完整详细信息和说明,我们请读者参阅 SI。简而言之,大型低偏置 STM 图像被分割成较小的 0.25 - 1 nm 2 子区域。每个子区域都相对于每个子区域的中心进行傅里叶变换。我们对 FFT 峰值应用位置相关的相位因子,以强制跨子区域保持一致的原点。在 IVC 波矢处获得的每个局部 FFT 的三个独立复值分解为三个复 IVC 序参数(“IVC 键”、“IVC 位点 A”和“IVC 位点 B”),它们对应于 C 3 点群的三个不可约表示 {(1, 1, 1)、(1, ω, ω 2) 和 (1, ω 2 , ω),其中 ω ≡ e 2πi/3 }。根据构造,如果 LDOS 是莫尔周期的,则这些序参数也是莫尔周期的。参考文献:1. Cao, Y. 等人。魔角石墨烯半填充时相关绝缘体的行为
是由于最近在扭曲的双层WSE 2中发现超导性的动机,我们在Moiré超级峰值的连续模型的框架中分析了该系统中的相关物理学。在系统的微调极限下使用对称性,当考虑到有限的带宽,位移场和内部电位的相位扰动时,我们确定强耦合接地状态及其命运。我们对超导不稳定性进行了分类,并采用了类似自旋的特性模型,研究了与这些绝缘颗粒孔阶的接近性的超导不稳定。这表明只有一个相邻的间隔相干阶段(具有零或有限波矢量)自然与观察到的超导状态是一致的,我们表明,这在非平凡带拓扑的影响至关重要。取决于细节,超导体将是淋巴结或手性凹陷状态,而包括电子 - 光子耦合将导致完全间隙的,时间逆转的对称配对状态。