論文の概要: Engineering flat bands in twisted-bilayer graphene away from the magic angle with chiral optical cavities

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.05149v1
• Date: Thu, 8 Jun 2023 12:17:44 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-09 14:25:02.519542
• Title: Engineering flat bands in twisted-bilayer graphene away from the magic angle with chiral optical cavities
• Title（参考訳）: キラル光学キャビティを有する魔法の角度から遠ざかるツイスト二層グラフェンの工学的平坦帯
• Authors: Cunyuan Jiang, Matteo Baggioli, Qing-Dong Jiang
• Abstract要約: ツイスト型二層グラフェン(TBG)は、最近発見された2次元超格子構造である。 本研究は,光学共振器を用いたトポロジカルフラットバンドをマジックアングルから遠ざけることができることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Twisted bilayer graphene (TBG) is a recently discovered two-dimensional superlattice structure which exhibits strongly-correlated quantum many-body physics, including strange metallic behavior and unconventional superconductivity. Most of TBG exotic properties are connected to the emergence of a pair of isolated and topological flat electronic bands at the so-called magic angle, $\theta \approx 1.05^{\circ}$, which are nevertheless very fragile. In this work, we show that, by employing chiral optical cavities, the topological flat bands can be stabilized away from the magic angle in an interval of approximately $0.8^{\circ}<\theta<1.3^{\circ}$. As highlighted by a simplified theoretical model, time reversal symmetry breaking, induced by the chiral nature of the cavity, plays a fundamental role in flattening the isolated bands and gapping out the rest of the spectrum. The efficiency of the cavity is discussed as a function of the twisting angle, the light-matter coupling and the optical cavity characteristic frequency. Our results demonstrate the possibility of engineering flat bands in TBG using optical devices, extending the onset of strongly-correlated topological electronic phases in Moir\'e superlattices to a wider range in the twisting angle.
• Abstract（参考訳）: ツイスト二層グラフェン (twisted bilayer graphene, tbg) は、最近発見された2次元超格子構造で、量子多体物理学と強い相関を持つ。 TBGのエキゾチックな性質の大部分は、いわゆるマジックアングル($\theta \approx 1.05^{\circ}$)で孤立したトポロジカルな電子バンドの出現と関連している。 本研究では,キラルな光学キャビティを用いることで,約0.8^{\circ}<\theta<1.3^{\circ}$の間隔で,位相的平坦帯域を魔法の角度から遠ざけることができることを示す。 単純化された理論モデルによって強調されるように、時間反転対称性の破れは空洞のキラルな性質によって引き起こされ、孤立したバンドを平坦化し、スペクトルの残りの部分を切り離すのに基本的な役割を果たす。 キャビティの効率は、ねじれ角、光マッター結合、光キャビティ特性周波数の関数として議論される。 以上の結果から,光デバイスを用いたTBGのエンジニアリングフラットバンドの可能性が示され,Moir\e超格子における強相関位相電子位相の開始をより広い角度まで拡大した。

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