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莫尔平带中的味 Hund 耦合、关联 Chern 能隙与扩散率

介观与纳米尺度物理 2021-06-22 v1 强关联电子

摘要

相互作用驱动的自发对称性破缺处于众多物质量子相的核心。在莫尔系统中,平带中自旋/谷“味”对称性的破缺是其最终涌现关联与拓扑基态的母态基础。然而,此种味对称性破缺的微观机制及其与低温多体相的联系仍有待理解。在此,我们借助同步的热力学与输运测量,研究魔角扭转双层石墨烯(MATBG)的对称性破缺多体基态及其非平凡拓扑。我们直接观测到味对称性破缺表现为莫尔超晶格所有整数填充处化学势 μ\mu 的钉扎,凸显了味 Hund 耦合在多体基态中的重要性。平带 underlying 的拓扑性质在破缺时间反演对称性时显现,我们测得对应于填充因子 ν=1,2,3\nu=1,2,3 处 Chern 数分别为 C=3,2,1C=3,2,1 的 Chern 绝缘体态的能隙,与 MATBG 霍夫施塔特蝴蝶谱中的味对称性破缺一致。此外,我们对电阻率与化学势的同步测量使我们获得奇异金属 regime 中 MATBG 电荷扩散率的温度依赖,该量此前仅在超冷原子系统中被探索。我们的结果使我们向理解 MATBG 拓扑带中相互作用(无论有无磁场)的统一框架更近一步。

关键词

引用

@article{arxiv.2008.12296,
  title  = {Flavour Hund's Coupling, Correlated Chern Gaps, and Diffusivity in Moir\'e Flat Bands},
  author = {Jeong Min Park and Yuan Cao and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Pablo Jarillo-Herrero},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2008.12296},
  year   = {2021}
}

备注

45 pages, 20 figures