在90°扭转的Ge/SnX (X=S, Se)莫尔超晶格中工程化二维正方晶格哈伯德模型
强关联电子
2025-10-29 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
由于莫尔二维材料中出现的大周期超晶格，此类系统中的电子态呈现出低能平带，可用于在高度可调的设置中模拟强关联物理。尽管迄今为止许多研究集中于三角、蜂窝和准一维晶格中的莫尔平带及涌现的关联电子物理，但受强关联影响的可调正方晶格莫尔实现仍然难以捉摸。在此，我们提出了一种可行的方案，通过将两层或多层具有矩形晶格的二维材料扭转90度来构建莫尔正方晶格系统。我们以扭转的GeX/SnX (X=S, Se)莫尔超晶格为例演示了这一概念，并从第一性原理计算了它们的电子结构。我们表明，这些系统中的最低导带平带可以用正方晶格哈伯德模型来描述，其参数可通过选择主体材料、层数和外加电场来控制。特别是，扭转的双层GeSe实现了一个具有强阻挫效应的正方晶格哈伯德模型，该阻挫源于次近邻跳跃，可能孕育非常规超导电性，这与铜氧化物高温超导体中铜氧平面的哈伯德模型非常相似。所提出的方案利用具有矩形单胞的90度扭转二维材料，作为实现正方晶格哈伯德模型物理现象的有前景平台，为在高度可调的环境中研究其丰富的磁性、电荷序和非常规超导电性相图开辟了新途径。
引用
@article{arxiv.2406.05626,
title = {Engineering 2D square lattice Hubbard models in 90$^\circ$ twisted Ge/SnX (X=S, Se) moir\'e supperlattices},
author = {Qiaoling Xu and Ammon Fischer and Nicolas Tancogne-Dejean and Tao Zhang and Emil Viñas Boström and Martin Claassen and Dante M. Kennes and Angel Rubio and Lede Xian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.05626},
year = {2025}
}
备注
16 pages, 12 figures