研究透视:Nature-扩展哈伯德模型 | 石墨烯

研究分析表明,通过改变位移场,当广义维格纳Wigner晶体转变为费米液体时,存在量子两阶段临界性,表现为两个不同的量子临界点,并出现了量子临界中间相。当施加高平行磁场时,量子两阶段临界性演化为量子赝临界性quantum pseudo criticality。在这样的赝临界性中,发现了量子临界标度,仅在临界温度以上有效,表明其中存在弱的一阶量子相变QPT。

研究强电子关联,一直是推动凝聚态物理前沿的重要动力。特别地,在关联驱动的量子相变quantum phase transitions,QPT附近,多自由度的量子临界涨落,促进奇异多体态和超越朗道框架的量子临界行为。最近,范德瓦尔斯材料的莫尔异质结构,已证明是高度可调的量子平台,用于探索迷人的、强关联的量子物理。

今日,南京大学 物理学院和南京微结构国家实验室Qiao Li,缪峰Feng Miao等,南京理工大学 程斌Bin Cheng,在Nature上发文,报道了在扩展哈伯德模型的实验模拟器中,观察到的可调量子临界性,该模型在手征堆叠扭曲双层石墨烯chiral-stacked twisted double bilayer graphene (cTDBG)中,产生的自旋谷同位旋。

研究分析表明,通过改变位移场,当广义维格纳Wigner晶体转变为费米液体时,存在量子两阶段临界性,表现为两个不同的量子临界点,并出现了量子临界中间相。当施加高平行磁场时,量子两阶段临界性演化为量子赝临界性quantum pseudo criticality。在这样的赝临界性中,发现了量子临界标度,仅在临界温度以上有效,表明其中存在弱的一阶量子相变QPT。

该项研究成果,展示了高度可调的固态模拟器,呈现多个自由度的复杂相互作用,用于探索奇异的量子临界态和行为。

研究透视:Nature-扩展哈伯德模型 | 石墨烯

Tunable quantum criticalities in an isospin extended Hubbard model simulator
同位旋扩展哈伯德模型模拟器的可调量子临界性。

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图1:手征堆叠扭曲双层石墨烯chiral-stacked twisted double bilayer graphene,cTDBG,θ=0.75°。

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图2:维格纳Wigner晶态的证据。

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图3:量子二级临界。

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图4:在12T平行磁场中,量子赝临界性quantum pseudo criticality。

文献链接:https://www.nature.com/articles/s41586-022-05106-0

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05106-0.pdf

DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-022-05106-0

本文译自Nature。

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