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扭曲双层石墨烯中角度调谐的Gross-Neveu量子临界性:量子蒙特卡洛研究

强关联电子 2025-08-06 v2

摘要

魔角扭曲双层石墨烯(TBG)中由于库仑相互作用与平带量子度规的相互作用而产生的迷人量子多体态,已在实验和理论上得到充分理解。然而,作为扭转角和介电常数函数的相图和激发态仍然在很大程度上未知。在这里,通过新开发的动量空间连续场量子蒙特卡洛方法,该方法充分考虑了长程库仑相互作用和平带的量子度规,并使用了以前无法达到的系统尺寸,我们表明电荷中性的TBG实现了从有能隙的Kramers谷间相干(KIVC)态到狄拉克半金属的角度调谐量子相变,临界角约为1.2°。在单粒子谱中,我们展示了在魔角处Γ点的最小能隙随角度增加向布里渊区角接触点演化的过程。自由能和KIVC序参量表明该相变属于费米子Gross-Neveu临界性,并且随介电常数或层间跳跃的变化而保持鲁棒。

关键词

引用

@article{arxiv.2412.11382,
  title  = {Angle-Tuned Gross-Neveu Quantum Criticality in Twisted Bilayer Graphene: A Quantum Monte Carlo Study},
  author = {Cheng Huang and Nikolaos Parthenios and Maksim Ulybyshev and Xu Zhang and Fakher F. Assaad and Laura Classen and Zi Yang Meng},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.11382},
  year   = {2025}
}

备注

23 pages, 13 figures