手性莫尔异质结中的拓扑保护平带
介观与纳米尺度物理
2025-07-22 v2
摘要
在石墨烯和过渡金属二硫化物的扭转异质结中观察到微妙的关联相，表明莫尔平带对某些类型的无序具有内在的鲁棒性。在这里，我们研究了 Bistrizer-MacDonald 模型手性极限下莫尔平带的鲁棒性——该模型在某些极限下适用于这两个平台——并证明了在响应手性对称无序（例如，由晶格弛豫引起的无序）时，第一魔角和更高魔角之间存在显著差异。利用一个隐常数运动，我们将层间隧穿引起的非阿贝尔规范场分解为两个解耦的阿贝尔规范场，其有效磁场分为反常贡献和涨落部分。反常场将莫尔平带映射到第零狄拉克朗道能级，其平带性由于拓扑指标定理而经受住任何手性对称扰动——从而强调了能带平带性的拓扑机制。只有第一魔角由于其微弱的涨落磁场才能充分利用这种拓扑保护。在更高魔角中，涨落幅度大大超过反常贡献，我们发现这导致对微观细节的极大敏感性。通过数值模拟，我们研究了各种类型的无序，并确定了在手性极限下被增强或抑制的过程。有趣的是，我们发现无序展宽的拓扑抑制在手性极限之外依然存在，并且通过在能量上分离单个子格极化的平带而进一步突出。我们的分析表明，过渡金属二硫化物单层 和 价带顶部的 Berry 曲率热点对于其莫尔平带及其关联态的稳定性是必不可少的。
引用
@article{arxiv.2403.19656,
title = {Topologically protected flatness in chiral moir\'e heterostructures},
author = {Valentin Crépel and Peize Ding and Nishchhal Verma and Nicolas Regnault and Raquel Queiroz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.19656},
year = {2025}
}