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$\Gamma$ 谷莫尔能带中关联绝缘体的可调自旋与谷激发

介观与纳米尺度物理 2023-10-24 v3 强关联电子

摘要

由过渡金属硫族化物(TMDs)形成的莫尔超晶格已被证明可支持多种可通过外加电磁场高度调控的量子电子相。尽管低能态的谷特征在组成 TMDs 的光电性质中有显著影响,但该自由度在莫尔系统中尚未被充分探索。在此,我们确立扭曲双双层 WSe2_2 作为一个实验平台,用于研究 Γ\Gamma 谷莫尔能带内的电子关联。通过局域和全局电子压缩率测量的结合,我们在多个整数和分数莫尔能带填充数 ν\nu 处识别出电荷有序相。通过测量其能隙和掺杂时化学势的磁场依赖性,我们揭示了具有新颖自旋极化子准粒子激发的自旋极化基态。此外,外加位移场使我们能够实现在 ν=1\nu = -1 处由 Γ\GammaKK 谷莫尔能带之间调控驱动的金属-绝缘体转变新机制。总之,我们的结果展示了对该系统中关联基态与激发态的自旋和谷特征的控制。

关键词

引用

@article{arxiv.2206.10631,
  title  = {Tunable spin and valley excitations of correlated insulators in $\Gamma$-valley moir\'e bands},
  author = {Benjamin A. Foutty and Jiachen Yu and Trithep Devakul and Carlos R. Kometter and Yang Zhang and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Liang Fu and Benjamin E. Feldman},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2206.10631},
  year   = {2023}
}