扭曲 WSe2 中可调的双层 Hubbard 模型物理
强关联电子
2022-10-05 v1
摘要
具有平电子带的摩尔材料为强关联物理与拓扑研究提供了高度可控的量子系统。特别地，具有大能带偏移的半导体过渡金属硫族化物（TMDs）角对齐异质双层实现了单带 Hubbard 模型。引入新的层自由度有望催生更丰富的相互作用，例如 Hund 物理、层间激子凝聚与新的超导配对机制。在此，我们报道了扭曲 AB 同质双层 WSe2 中的竞争电子序，其在弱层间跳跃空穴极限下实现了双层 Hubbard 模型。我们通过激子传感与磁圆二色性测量，刻画了受垂直于平面电场与磁场作用的摩尔双层之电荷序、层极化与磁化。借助电场使空穴层极化，我们观察到在空穴密度 =1（以摩尔密度为单元）处从激子绝缘体到电荷转移绝缘体的交叉，在 =2 处从顺磁电荷转移绝缘体到反铁磁电荷转移绝缘体的转变，以及 1<<2 中层选择性 Mott 绝缘体的证据。电荷与自旋对外场的独特耦合也表现出巨大的磁电响应。我们的结果建立了用于强关联物理中双层 Hubbard 模型所描述问题的新固态模拟器。
引用
@article{arxiv.2202.02055,
title = {Tunable bilayer Hubbard model physics in twisted WSe2},
author = {Yang Xu and Kaifei Kang and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Kin Fai Mak and Jie Shan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.02055},
year = {2022}
}