莫尔超晶格窄带中的铁磁性
强关联电子
2020-05-13 v1
摘要
许多石墨烯莫尔超晶格承载具有非零谷陈数的窄带。我们为若干不同莫尔材料近平带在总整数带填充下存在稳健的自旋和/或谷极化绝缘体提供了分析与数值证据。在完美平带极限下，我们给出支持铁磁态的解析论证，并由数值计算证实。进一步，我们数值评估了其在有限带宽下的稳定性。我们对适用于与hBN对齐的ABC三层石墨烯、扭转双 bilayer石墨烯、以及与hBN对齐的扭转 bilayer石墨烯的模型给出了精确对角化结果。我们还对具有准平带和非零陈数的蜂窝晶格给出了DMRG结果，将我们的结论扩展至更大系统尺寸。我们发现当带足够平时，在所有整数填充下均存在最大自旋与谷极化绝缘体。我们也表明相互作用可能诱导足以破坏该态稳定性的有效色散项。这些结果在零谷陈数情形（例如TLG/hBN的平庸侧）下依然成立。我们基于扩展Wannier轨道给出了直观图像，并强调了能带量子几何的作用，其微观细节可能增强或削弱莫尔材料中的铁磁性。
引用
@article{arxiv.1907.11723,
title = {Ferromagnetism in narrow bands of moir\'e superlattices},
author = {Cécile Repellin and Zhihuan Dong and Ya-Hui Zhang and T. Senthil},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.11723},
year = {2020}
}
备注
5+5 pages, 5 figures