ABC堆叠三层石墨烯中的强关联：摩尔纹至关重要

近期在多层层状石墨烯材料上的实验发现了大量关联相，包括铁磁性和超导性，且这些现象出现在没有摩尔纹势的情况下。这些发现提出了一个引人入胜的问题：潜在的摩尔纹势是否在决定可调二维量子材料中可实现的相方面起着关键作用，还是仅仅作为一个微弱的周期势来扰动潜在的关联多体态。在这项工作中，我们采用Hartree-Fock平均场分析，通过定量研究六方氮化硼(h-BN)衬底对ABC堆叠三层石墨烯(ABC-TLG)的影响，从理论上考察这一问题。对于拓扑平庸区，我们发现摩尔纹势导致潜在金属的铁磁性被强烈抑制。此外，带绝缘体仅出现在摩尔纹原胞的满填充处，且所需的摩尔纹势强于通常假设的值。因此，在h-BN对齐的ABC-TLG中观察到的关联绝缘相无法通过无摩尔纹势时发现的铁磁金属的能带折叠来理解。对于拓扑非平庸区，我们发现在摩尔纹原胞的分数空穴填充与无摩尔纹情形下分数金属态出现相重合时，会出现显著不可压缩态，并且相的铁磁性质略有减弱；然而这同样需要强于通常假设的摩尔纹势。我们的发现凸显了相互作用在重整化电子能带结构中的重要性，并强调了摩尔纹势在确定强关联物理中所起的关键作用。