論文の概要: Localization versus inhomogeneous superfluidity: Submonolayer He-4 on
fluorographene, hexagonal boron nitride, and graphene
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.12410v2
- Date: Mon, 31 May 2021 11:02:54 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-07 02:26:57.980842
- Title: Localization versus inhomogeneous superfluidity: Submonolayer He-4 on
fluorographene, hexagonal boron nitride, and graphene
- Title（参考訳）: 局在と不均一超流動性:フルオログラフェン、六方晶窒化ホウ素、グラフェン上の亜単層He-4
- Authors: Saverio Moroni, Francesco Ancilotto, Pier Luigi Silvestrelli and
Luciano Reatto
- Abstract要約: フルオログラフェン (GF) およびヘキサゴナル窒化ホウ素 (hBN) に低被覆で吸着したサブ単層He-4について検討した。
吸着されたHe-4原子の性質は、モンテカルロの経路積分で有限温度で計算されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We study a sub monolayer He-4 adsorbed on fluorographene (GF) and on
hexagonal boron nitride (hBN) at low coverage. The adsorption potentials have
been computed ab-initio with a suitable density functional theory including
dispersion forces. The properties of the adsorbed He-4 atoms have been computed
at finite temperature with path integral Monte Carlo and at T=0 K with
variational path integral. From both methods we find that the lowest energy
state of He-4 on GF is a superfluid. Due to the very large corrugation of the
adsorption potential this superfluid has a very strong spatial anisotropy, the
ratio between the largest and smallest areal density being about 6, the
superfluid fraction at the lowest T is about 55%, and the temperature of the
transition to the normal state is in the range 0.5-1 K. Thus, GF offers a
platform for studying the properties of a strongly interacting highly
anisotropic bosonic superfluid. At a larger coverage He-4 has a transition to
an ordered commensurate state with occupation of 1/6 of the adsorption sites.
This phase is stable up to a transition temperature located between 0.5 and
1~K. The system has a triangular order similar to that of He-4 on graphite. The
lowest energy state of He-4 on hBN is an ordered commensurate state with
occupation of 1/3 of the adsorption sites and triangular symmetry. A disordered
state is present at lower coverage as a metastable state. In the presence of an
electric field the corrugation of the adsorption potential is slightly
increased but up to a magnitude of 1 V/Ang. the effect is small and does not
change the stability of the phases of He-4 on GF and hBN. We have verified that
also in the case of graphene such electric field does not modify the stability
of the commensurate sqrt{3}*sqrt{3}R30 phase.
- Abstract（参考訳）: フルオログラフェン (GF) およびヘキサゴナル窒化ホウ素 (hBN) に低被覆で吸着したサブ単層He-4について検討した。
吸着電位は分散力を含む適切な密度汎関数理論で計算された。
吸着されたHe-4原子の性質は、経路積分モンテカルロと変光路積分T=0Kで有限温度で計算されている。
両方の方法から、GF上のHe-4の最低エネルギー状態は超流動であることが分かる。
この超流体の吸着ポテンシャルの非常に大きな相関は、非常に強い空間異方性を持ち、最も大きいと最小のアラル密度の比は約6であり、最も低いTにおける超流体分画は約55%であり、通常の状態への移行温度は0.5-1Kである。
より広い範囲では、He-4 は吸着部位の1/6 の占有で整合状態に遷移する。
この相は0.5から1~kの遷移温度まで安定である。
この系は、黒鉛上のHe-4と似た三角形の位数を持つ。
hbn上のhe-4の最低エネルギー状態は、吸着部位の1/3の占有と三角対称性を持つ秩序交換状態である。
乱れた状態は準安定状態として低い範囲に存在する。
電場の存在下では、吸着電位の相関はわずかに増大するが、最大1V/Angまで増加する。
この効果は小さく、GFおよびhBN上のHe-4の相の安定性は変化しない。
グラフェンの場合においても、そのような電場は共役 sqrt{3}*sqrt{3}r30 相の安定性を変化させないことを確認した。
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