超薄RuO$_2$中莫尔辅助的电荷不稳定性
材料科学
2025-07-08 v1 强关联电子
摘要
二氧化钌(RuO)作为交替磁性(altermagnetism)的典型候选材料，一直是当代凝聚态物理研究的焦点。尽管理论预测前景广阔，但面对大量支持其体相磁有序的令人生畏的证据，人们自然会将关注点转向薄膜，在薄膜中库仑相互作用因维度受限而被淬灭，可能产生更容易发生磁有序的强关联环境。在此，我们结合扫描隧道显微镜(STM)、密度泛函理论(DFT)和密度矩阵重整化群(DMRG)方法，研究了在Ru(0001)上生长的原子级有序的超薄RuO(110)。与磁有序的预测相反，我们观察到了非磁性的电荷密度波(CDW)不稳定性，该不稳定性由平带表面态内的费米面嵌套驱动，并受到与基底的非公度莫尔堆叠的稳定作用。我们进一步鉴定了一种非磁性且亚稳的2 2表面重构，该重构破坏了面内镜面对称性，并可通过STM探针操控实现可逆切换。我们的自旋极化STM测量未发现任何RuO表面磁不稳定性的迹象。尽管我们的发现反驳了RuO中存在体相或表面磁性的提议，但我们确立了超薄RuO(110)作为探索莫尔辅助电子表面有序的引人入胜的平台。
引用
@article{arxiv.2507.05047,
title = {Moir\'e-assisted charge instability in ultrathin RuO$_2$},
author = {Philipp Keßler and Andreas Feuerpfeil and Armando Consiglio and Hendrik Hohmann and Ronny Thomale and Jonas Erhardt and Bing Liu and Vedran Jovic and Ralph Claessen and Patrick Härtl and Matteo Dürrnagel and Simon Moser},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.05047},
year = {2025}
}