扭转双层 MoTe2 中相互作用驱动的拓扑相图

扭转双层 MoTe$_2$ 是研究能带拓扑与多体相互作用之间相互作用的有前景平台。我们基于三轨道模型给出了其相互作用驱动的量子相图的理论研究，该模型可视为 Kane-Mele-Hubbard 模型增加一个附加轨道和长程库仑排斥的推广。我们预言了由扭转角 $\theta$ 调谐的级联相变。在空穴填充因子 $\nu=1$（每个莫尔原胞一个空穴）时，随着 $\theta$ 从 $1.5^{\circ}$ 增大到 $5^{\circ}$，基态可处于具有共存自发层极化和磁性的多铁相、量子反常霍尔相，并最终处于拓扑平庸的磁相。在 $\nu=2$ 时，基态可随着 $\theta$ 经过临界值在反铁磁相与量子自旋霍尔相之间发生二级相变。我们考察了相边界对栅极-样品距离、介电常数和莫尔势振幅等模型参数的依赖关系。所预言的相图可指导在扭转过渡金属硫族化物同双层中寻找拓扑相。