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扭曲双层石墨烯的双轨道蜂窝晶格模型中的关联与电子有序

DOI：10.1103/PhysRevB.98.245103 期刊：Physical Review B 出版年份：2018 更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要： 近期在接近"魔角"的小角度扭曲双层石墨烯（TBG）中观测到绝缘相附近的超导现象，这与近乎平带的特性相关——这些平带使TBG成为研究关联效应与超导性相互作用的新兴平台。研究表明，低能窄带可用具有局域轨道自由度的蜂窝晶格（三角莫尔超晶格的对偶结构）上的有效紧束缚模型精确描述。本文对蜂窝晶格上提出的(px,py)双轨道扩展哈伯德模型进行强耦合分析：通过分解粒子-粒子与粒子-空穴通道的相互作用项，系统分类了该体系可能存在的各类超导、磁性和电荷失稳态；在配对情形中，重点研究了可产生向列序或手征序残余相的双分量(d波)配对通道及其物理特性；此外，通过构建简化的自旋-轨道交换模型探索强耦合区域，该模型可能描述四分之一填充下的莫特型绝缘态。平均场解揭示了铁磁序/反铁磁序与不同类型向列序及轨道磁序之间的复杂纠缠关系。本研究为双轨道扩展哈伯德模型在强弱耦合区域的相图研究提供了坚实的理论框架。
作者： J?rn W. F. Venderbos，Rafael M. Fernandes
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研究概述 实验方案

研究目的

通过分析六角晶格上提出的(px, py)双轨道扩展哈伯德模型，研究扭曲双层石墨烯(TBG)中关联效应与超导性的相互作用，重点关注超导、磁性和电荷不稳定性，并探索强耦合区域以理解四分之一填充下的莫特型绝缘态。

研究成果

该研究为理解扭曲双层石墨烯中双轨道扩展哈伯德模型的相图提供了全面框架，揭示了自旋序与轨道序之间丰富的相互作用。研究结果表明该体系存在非常规超导性的潜在可能，并强调了关联效应在决定扭曲双层石墨烯电子特性中的重要性。

研究不足

该研究的局限性在于其分析的理论性质，所采用的简化模型可能无法涵盖真实扭转双层石墨烯系统的所有复杂性。强耦合方法仅考虑了在位相互作用，忽略了更远邻位的排斥作用，且与相互作用能标相比较小的带宽可能无法完全解释实验观测结果。

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