局域化与不均匀超流动性：氟化石墨烯、六方氮化硼和石墨烯上的亚单分子层 He-4
其他凝聚态物理
2021-06-09 v2 量子物理
摘要
我们研究了低覆盖度下吸附在氟化石墨烯(GF)和六方氮化硼(hBN)上的亚单分子层 He-4。吸附势已通过包含色散力的合适密度泛函理论进行第一性原理计算。吸附的 He-4 原子的性质已在有限温度下用路径积分蒙特卡罗计算，并在 T=0 K 下用变分路径积分计算。两种方法均发现，GF 上 He-4 的最低能量态是超流体。由于吸附势的波纹度非常大，该超流体具有极强的空间各向异性，最大与最小面密度之比约为 6，最低 T 下的超流分数约为 55%，向正常态的相变温度在 0.5-1 K 范围内。因此，GF 为研究强相互作用高度各向异性玻色超流体的性质提供了一个平台。在较大覆盖度下，He-4 发生向有序公度态的相变，占据 1/6 的吸附位。该相稳定直至位于 0.5 和 1 K 之间的相变温度。该系统具有类似于石墨上 He-4 的三角有序性。hBN 上 He-4 的最低能量态是占据 1/3 吸附位、具有三角对称性的有序公度态。在较低覆盖度下，无序态作为亚稳态存在。在电场存在下，吸附势的波纹度略有增加，但直至 1 V/Ang. 的量级，效应很小，不改变 GF 和 hBN 上 He-4 各相的稳定性。我们已验证，在石墨烯情况下，此类电场也不改变公度 sqrt{3}*sqrt{3}R30 相的稳定性。
引用
@article{arxiv.2103.12410,
title = {Localization versus inhomogeneous superfluidity: Submonolayer He-4 on fluorographene, hexagonal boron nitride, and graphene},
author = {Saverio Moroni and Francesco Ancilotto and Pier Luigi Silvestrelli and Luciano Reatto},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.12410},
year = {2021}
}
备注
12 pages, 14 figures