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利用迭代微扰理论获取莫尔石墨烯重费米子的谱函数

强关联电子 2025-09-24 v1 介观与纳米尺度物理

摘要

扭角双层石墨烯(TBG)在无应变条件下的谱函数近期已通过动力学平均场理论(DMFT)在对称相和对称破缺相中进行了研究。理论上预测的莫特-哈伯德能带和半填充处的无隙半金属态随后得到了实验验证。这里,我们为TBG和扭角对称三层石墨烯(TSTG)的拓扑重费米子(THF)模型开发了多种二阶微扰理论方法。在对称相中,我们在DMFT中适配、实现并基准测试了一种迭代微扰理论(IPT)杂质求解器,使得计算高效且精确的谱函数计算成为可能。我们展示了在广泛温度和填充度范围内,对称相和对称破缺相的动量分辨和能量分辨谱。此外,我们推导了THF模型在"Hubbard-I"近似下谱函数的解析表达式,并如预期发现,虽然它提供了对莫特物理的可处理描述,但未能捕捉低能Kondo峰或能带的有限寿命展宽。我们的方法论可以扩展以包含应变、晶格弛豫和参数变化,从而允许对TBG和TSTG谱性质在广泛物理条件下的系统预测。由于我们的微扰方法比使用数值精确杂质求解器的DMFT计算强度低得多,它们可用于高效基准测试和扫描THF参数的广泛相图,为在存在应变和弛豫的情况下对TBG谱函数进行完整DMFT分析铺平道路。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.18256,
  title  = {Obtaining the Spectral Function of Moir\'e Graphene Heavy-Fermions Using Iterative Perturbation Theory},
  author = {Dumitru Călugăru and Haoyu Hu and Lorenzo Crippa and Gautam Rai and Nicolas Regnault and Tim O. Wehling and Roser Valentí and Giorgio Sangiovanni and B. Andrei Bernevig},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.18256},
  year   = {2025}
}

备注

21+106 pages, 5+71 figures, 0+4 tables. See also arXiv:2402.14057