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扭曲双层石墨烯中强相关超导性:Gutzwiller研究

强关联电子 2026-04-09 v2 介观与纳米尺度物理 超导电性

摘要

我们利用可破坏电荷U(1)对称性的Gutzwiller投影器P^R\hat{P}_{R}来研究魔角扭曲双层石墨烯(MATBG)中强相关超导性。Gutzwiller近似用于计算能量,涉及由相关f轨道和非相关c轨道组成的8带模型,包含来自于势能U、声子介导的反Hund耦合H^JA\hat{H}_{J_A}以及轨道内Hund耦合H^JH\hat{H}_{J_H}。在填充ν=2.5\nu=2.5时,我们随U和JAJ_A绘制了相图,发现有一个弧形费米液体(FL)相,位于小U处的弱相关BCS型超导(BCS-SC)与大U处的强相关超导(SC-SC)之间。一种nematic超导态在相图的广大区域内稳定,包括MATBG的现实参数区间,表现出在大U处通过相互作用驱动的SC间隙重构,具有V形费米面态密度。SC-SC regime中,P^R\hat{P}_{R}的反对角(电荷U(1)破坏)分量显著抑制了f轨道电荷波动,同时保持有限的配对序和可观的准粒子权重ZZ,区别于常规Mott绝缘体。我们进一步识别出一种小费米液体(sFL)态,其有效费米面体积== ν+2\nu+2。有趣的是,在中间(U40U \lesssim 40 meV)和大UUU40U \gtrsim 40 meV) regimes中,常规FL和sFL分别是SC-SC相的底能正态相,可能作为SC-SC相的母相。这些结果阐明了强相关性与MATBG中非传统配对之间的相互作用,建立了一个适用于其他强相关超导体的灵活Gutzwiller框架。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.04631,
  title  = {Strongly Correlated Superconductivity in Twisted Bilayer Graphene: A Gutzwiller Study},
  author = {Matthew Shu Liang and Yi-Jie Wang and Geng-Dong Zhou and Zhi-Da Song and Xi Dai},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.04631},
  year   = {2026}
}