論文の概要: Cavity Moir\'e Materials: Controlling Magnetic Frustration with Quantum Light-Matter Interaction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.11582v1
• Date: Wed, 22 Feb 2023 19:00:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-24 17:16:55.913153
• Title: Cavity Moir\'e Materials: Controlling Magnetic Frustration with Quantum Light-Matter Interaction
• Title（参考訳）: キャビティmoir\'e材料:量子光間相互作用による磁気フラストレーションの制御
• Authors: Kanta Masuki and Yuto Ashida
• Abstract要約: 我々は、細い極性ファンデルワールス結晶からなる空洞に閉じ込められたモワール物質の理論を発展させた。 モワール平らなバンドの非自明な量子幾何学は、電子の電磁真空ドレッシングにつながる。 その結果, キャビティ閉じ込めにより, モワール材料の磁気フラストレーションを制御できることが示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Cavity quantum electrodynamics (QED) studies the interaction between light and matter at the single quantum level and has played a central role in quantum science and technology. Combining the idea of cavity QED with moir\'e materials, we theoretically show that strong quantum light-matter interaction provides a way to control frustrated magnetism. Specifically, we develop a theory of moir\'e materials confined in a cavity consisting of thin polar van der Waals crystals. We show that nontrivial quantum geometry of moir\'e flat bands leads to electromagnetic vacuum dressing of electrons, which produces appreciable changes in single-electron energies and manifests itself as long-range electron hoppings. We apply our general formulation to a twisted transition metal dichalcogenide heterobilayer encapsulated by ultrathin hexagonal boron nitride layers and predict its phase diagram at different twist angles and light-matter coupling strengths. Our results indicate that the cavity confinement enables one to control magnetic frustration of moir\'e materials and might allow for realizing various exotic phases such as a quantum spin liquid.
• Abstract（参考訳）: キャビティ量子電磁力学(qed)は単一量子レベルで光と物質の間の相互作用を研究し、量子科学と技術において中心的な役割を果たす。 キャビティqedの概念とmoir\'e材料を組み合わせることで、強い量子光・物質相互作用はフラストレーションの磁気を制御できることを示した。 具体的には,極性ファンデルワールス結晶からなるキャビティに閉じ込められたmoir\'e物質の理論を展開する。 モーアリー平らなバンドの非自明な量子幾何学は電子の電磁的な真空ドレッシングにつながり、単一電子エネルギーの良好な変化を生じさせ、自身を長距離電子ホッピングとして表す。 超薄型ヘキサゴナル窒化ホウ素層を封入した遷移金属ジカルコゲナイドヘテロ二分子層に一般式を適用し,その相図を異なるツイスト角および光・マッター結合強度で予測した。 その結果, キャビティ閉じ込めはmoir\'e材料の磁気フラストレーションを制御でき, 量子スピン液体のような様々なエキゾチックな相を実現できる可能性が示唆された。

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