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Moire系统平带中的拓扑及电子关联特性研究

批准号:
12074276
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
康健
依托单位:
学科分类:
强关联体系
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
康健

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
目前对魔角双层石墨烯及类似的Moire体系中观测到的关联绝缘相、超导相等新奇物理现象尚缺乏合理的理论解释。种种实验结果表明该类体系同时具有拓扑及强关联特性,这给理论研究带来了诸多挑战。为理解不同的物理相、厘清各种相产生机制、拓扑相变发生的可能、超导产生的机理及其性质,本项目将主要从以下几个方面展开:.1 掺杂情况下体系所处铁磁关联绝缘态的特性及其产生机制,尤其是3/4掺杂体系是研究重点;.2 3/4掺杂体系可能存在两种拓扑相变机制。在体系或与六角氮化硼基底对齐,或处于手征极限时,其基态均表现出量子反常霍尔效应。我们将通过对这两种情况的研究,深入理解体系从拓扑相过渡到铁磁拓扑平庸绝缘相的过程;.3 讨论电-声相互作用,电子-电子相互作用等超导产生机制以及考察不同机制下超导的不同特性。.在以上研究的基础上,我们将把研究结果推广到其他Moire系统中,以期更好地理解拓扑与强关联之间的相互影响。
英文摘要
Since the discovery of correlated insulating phases and superconductivity (SC) in magic-angle twisted bilayer graphene and other Moire systems, many other novel phenomena have been observed in subsequent experiments, indicating exotic physics in such systems. Motivated by these experiments, theorists start to reveal the critical role of both nontrivial topological properties and the strong interactions in understanding the features of these correlated states. In this proposal, we will investigate this system mainly from the following perspectives:.1..the properties and the mechanism of the insulating phases observed at the odd fillings, especially when each unit cell contains one hole. The experiments discover a ferromagnetic insulating state with trivial topological properties. Such a state cannot fit into the picture of quantum Hall ferromagnetism that has been believed to be closely related to the insulating states found at even fillings..2..the properties of the topological phase transition. The quantum anomalous Hall (QAH) state has been identified at the same filling when the system aligns with the hBN substrate or is in the chiral limit. We will investigate the topological phase transition between QAH and the topological trivial ferromagnetic state..3..the mechanism of the SC in this system, such as electron-phonon or electron-electron interactions, and the corresponding properties of SC. .Our study will provide not only an understanding of the various phases in Moire systems but also a more general perspective to study the electron correlations in topological electron systems.
本项目旨在理论上理解转角系统中平带的非平凡拓扑性质与强关联之间的相互作用。自从2018年以来的实验揭示了一系列无法简单从能带理论理解的非平凡拓扑相,包括量子反常霍尔态以及可能的拓扑超导态等等。这些拓扑态和在相同填充下发现的拓扑平凡绝缘相相互强烈竞争。要理解他们之间的竞争,物理学家需要深入理解长程库仑相互作用在该系统中的作用。为此,我们从多个不同的方面研究了拓扑相变。我们仔细研究了构建晶格模型的可能性,提出了一个包含由相互作用引起的量子反常霍尔相的模型。此外,我们还使用拓扑重费米子模型研究了如何通过破坏平移对称性,在填充±3时开启拓扑平凡相的能隙。这一系列研究为深入理解强关联拓扑与非拓扑相之间的竞争提供了新的视角,因此为人工操控拓扑相变铺平了道路。此外,该项目还开发了一种系统的方法,从紧束缚模型出发,构造对应的连续模型。通过应用梯度展开结合广义平面波展开,我们可以按晶格畸变和费米子场的梯度依次写下哈密顿量。我们发现了在先前的连续模型(包括BM模型)中被忽略的项,这些项强烈破坏了粒子-空穴对称性,从而消除了整数填充时谷间相干态、谷极化态和向列金属态的近简并性。此外,这种系统方法可以应用于任何扭曲系统,包括扭曲过渡金属二硫化物。自2023年发表前两篇论文以来,它们已经被其他研究转角系统的理论学家引用和跟进。
面向高程反演的高分InSAR图像的复卷积稀疏表示去噪方法研究
  • 批准号:
    62101371
  • 项目类别:
    青年科学基金项目(C类)
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    康健
  • 依托单位:
国内基金
海外基金