論文の概要: Triggering a global density wave instability in graphene via local symmetry-breaking

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.10999v1
• Date: Sat, 23 Apr 2022 05:58:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-15 22:36:51.095725
• Title: Triggering a global density wave instability in graphene via local symmetry-breaking
• Title（参考訳）: 局所対称性破砕によるグラフェンの大域密度波不安定化
• Authors: Amy C. Qu, Pascal Nigge, Stefan Link, Giorgio Levy, Matteo Michiardi, Parsa L. Spandar, Tiffany Matth\'e, Michael Schneider, Sergey Zhdanovich, Ulrich Starke, Christopher Guti\'errez, Andrea Damascelli
• Abstract要約: 2次元の量子材料は、対称性破壊された秩序相の出現を調査するための堅牢なプラットフォームを提供する。 表面原子の極度に希薄な濃度がグラフェン原子格子をケクル結合密度波相へと崩壊させることが示されている。 以上の結果から, 自己集合吸着原子の希薄濃度は, 新規な量子相を2次元材料で設計する上で, 魅力的な代替手段となることが示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7437459197111806
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Two-dimensional quantum materials offer a robust platform for investigating the emergence of symmetry-broken ordered phases owing to the high tuneability of their electronic properties. For instance, the ability to create new electronic band structures in graphene through moir\'e superlattices from stacked and twisted structures has led to the discovery of several correlated and topological phases. Here we report an alternative method to induce an incipient symmetry-broken phase in graphene at the millimetre scale. We show that an extremely dilute concentration ($<\!0.3\% $) of surface adatoms can self-assemble and trigger the collapse of the graphene atomic lattice into a distinct Kekul\'e bond density wave phase, whereby the carbon C-C bond symmetry is broken globally. Using complementary momentum-resolved techniques such as angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES) and low-energy electron diffraction (LEED), we directly probe the presence of this density wave phase and confirm the opening of an energy gap at the Dirac point. We further show that this Kekul\'e density wave phase occurs for various Fermi surface sizes and shapes, suggesting that this lattice instability is driven by strong electron-lattice interactions. Our results demonstrate that dilute concentrations of self-assembled adsorbed atoms offer an attractive alternative route towards designing novel quantum phases in two-dimensional materials.
• Abstract（参考訳）: 2次元量子材料は、電子的性質のチューニング性が高いため、対称性を損なう秩序相の出現を調べるためのロバストなプラットフォームを提供する。 例えば、積み重ねられた構造やねじれた構造からmoir\'e超格子を介してグラフェンに新しい電子バンド構造を作る能力は、いくつかの相関相や位相相の発見につながった。 本稿では,グラフェン中の初期対称性ブロッキング相をミリメートルスケールで誘導する方法を提案する。 極めて希薄な濃度(<\! 0.3\%$)の表層原子は自己集合し、グラフェン原子格子がkekul\e結合密度波相に崩壊し、炭素c-c結合対称性がグローバルに破られる。 角度分解光電子分光法(ARPES)や低エネルギー電子回折法(LEED)などの相補的な運動量分解技術を用いて、この密度波位相の存在を直接探査し、ディラック点におけるエネルギーギャップの開度を確認する。 さらに, このケクルアン密度波位相はフェルミ表面の様々なサイズや形状に対して生じ, この格子不安定性は強い電子-格子相互作用によって駆動されることが示唆された。 その結果, 自己集合吸着原子の希薄濃度は, 新たな量子相を二次元材料で設計する上で, 魅力的な代替手段となることがわかった。

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