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单层和双层莫尔系统中精确平带的基于对称性的分类

介观与纳米尺度物理 2025-07-08 v1 材料科学 强关联电子

摘要

我们研究了空间对称性对具有狄拉克或二次带交点 (QBCP) 的单层和双层系统中精确平带 (FBs) 的出现与数量的影响,并系统分类了具有不同点群对称性的系统中所有可能的精确平带数量。我们发现最多可有 6 条 FB 受对称性保护,并给出了在 C6v\mathcal{C}_{6v} 点群对称性周期应变场下含 QBCP 系统中 6 条 FB 的实例。单层和双层系统中所有已知的精确 FB 实例均落入此分类,包括手性扭转双层石墨烯,且发现了精确 FB 的新实例。我们给出了高度简并 FB 的波函数构造,并证明任意此类 FB 集合均为 \mathdsZ2\mathds{Z}_2 非平庸,其中全部极化于一子晶格的 WFs 共同具有陈数 C=1C = 1,极化于另一子晶格的 WFs 共同具有 C=1C = -1。这些带也满足理想非阿贝尔量子几何条件。我们进一步表明,正如在 TBG 中一样,只要贝里曲率分布集中于布里渊区中一点,更高简并度 FB 的拓扑重费米子描述也是可能的。

关键词

引用

@article{arxiv.2310.02218,
  title  = {Symmetry-based classification of exact flat bands in single and bilayer moir\'e systems},
  author = {Siddhartha Sarkar and Xiaohan Wan and Shi-Zeng Lin and Kai Sun},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2310.02218},
  year   = {2025}
}