广义 Wigner 晶体中量子涨落导致的熔化温度偏移
强关联电子
2026-04-23 v1 介观与纳米尺度物理
材料科学
摘要
人们通常认为量子涨落与热涨落协同作用，有效降低相变温度（例如电荷序的熔化）。我们表明情况并非总是如此，量子涨落与热涨落之间的相互作用可以是竞争性的。得益于在异质双层过渡金属二硫族化物（WS/WSe）莫尔系统中发现的相关绝缘“广义 Wigner 晶体”（GWC）态 [Y. Xu, et al., Nature 587, 214-218 (2020)]，我们找到了解决这一问题的极佳动机。我们考虑了量子效应对 GWC 熔化温度的影响，在三角晶格上的扩展 Hubbard 模型（包括双栅极屏蔽势和最近邻模型）中，针对多种电子密度进行了有限温度 Lanczos 计算。我们表明，量子效应解释了相对于经典估计的偏移，在某些情况下经典估计与实验值相差超过 50%。然后，基于这些数值发现，我们提供了一个定性图像，阐明了虽然 GWC 的量子熔化（通过增加带宽）自然地软化了基态序参量，但它并不总是降低熔化温度；相反，它可以提高熔化温度。为此，我们采用了有限温度微扰理论，在经典 Wigner 晶体的基础上微扰地处理动能。我们的预测应该在带宽可调的未来实验中是可观测的。
引用
@article{arxiv.2604.19870,
title = {Melting temperature shifts from quantum fluctuations in generalized Wigner crystals},
author = {Aman Kumar and Sogoud Sherif and Veit Elser and Hitesh J. Changlani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.19870},
year = {2026}
}
备注
13 pages, 8 figures, comments welcome