谷间相干态中的传播中性模式
介观与纳米尺度物理
2025-07-28 v1 强关联电子
量子物理
摘要
中性集体模式的涌现是关联量子相的标志性特征,但在实验上探测往往颇具挑战。在二维平带系统中,电荷响应已被广泛研究,而中性激发则在很大程度上尚未被探索。特别是,谷间相干态(IVC)由于谷 U(1) 对称性的自发破缺而具有一个中性 Goldstone 模式。尽管 IVC 态已被提议作为石墨烯基和半导体基系统的统一主题,但其标志性特征——中性 Goldstone 模式——在实验中仍然难以捉摸。本文通过一种新颖的超快成像技术,研究了扭曲 WSe2 摩尔超晶格中中性模式的时空分辨输运。我们揭示了两种速度截然不同的新型传播集体模式,它们在中间扭曲角(3.5~4 度)和大扭曲角(~5 度)的扭曲 WSe2 中均出现在范霍夫奇点(VHS)附近。快速传播模式具有约 3 km/s 的惊人速度,与 IVC 态的 Goldstone 模式一致;而慢速移动模式则可能是有能隙的振幅模式。它们可被理解为超流体集体模式的自旋-谷类比,其传播首次在凝聚态系统中被成像。本研究为探测量子材料中的电荷中性模式建立了新范式,并为摩尔超晶格中电荷与自旋-谷物理之间的相互作用提供了关键见解。
引用
@article{arxiv.2507.18770,
title = {Propagating Neutral Modes in an Intervalley Coherent State},
author = {Richen Xiong and Yi Guo and Chenxin Qin and Fanzhao Yin and Taige Wang and Samuel L. Brantly and Junhang Qi and Jinfei Zhou and Zihan Zhang and Melike Erdi and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Shu Zhang and Seth Ariel Tongay and Andrea F. Young and Liang Fu and Chenhao Jin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.18770},
year = {2025}
}