論文の概要: Dynamical correlations and order in magic-angle twisted bilayer graphene
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.08529v2
- Date: Wed, 14 Aug 2024 14:28:28 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-15 18:36:49.410037
- Title: Dynamical correlations and order in magic-angle twisted bilayer graphene
- Title（参考訳）: マジック角度ツイスト二層グラフェンの動的相関と秩序
- Authors: Gautam Rai, Lorenzo Crippa, Dumitru Călugăru, Haoyu Hu, Francesca Paoletti, Luca de' Medici, Antoine Georges, B. Andrei Bernevig, Roser Valentí, Giorgio Sangiovanni, Tim Wehling,
- Abstract要約: ツイスト二層グラフェンにおける電子相関と長距離秩序の出現について検討した。
本研究は, 走査トンネル分光法, 輸送法, 圧縮性実験の最も厄介な側面を統一的に把握するものである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.272760415353533
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In magic angle twisted bilayer graphene, transport, thermodynamic and spectroscopic experiments pinpoint at a competition between distinct low-energy states with and without electronic order. We use Dynamical Mean Field Theory (DMFT) on the topological heavy Fermion (THF) model of twisted bilayer graphene to investigate the emergence of electronic correlations and long-range order in the absence of strain. We contrast moment formation, Kondo screening and ordering on a temperature basis and explain the nature of emergent correlated states based on three central phenomena: (i) the formation of local spin and valley isospin moments around 100K, (ii) the ordering of the local isospin moments around 10K preempting Kondo screening, and (iii) a cascadic redistribution of charge between localized and delocalized electronic states upon doping. At integer fillings, we find that low energy spectral weight is depleted in the symmetric phase, while we find insulating states with gaps enhanced by exchange coupling in the zero-strain ordered phases. Doping away from integer filling results in distinct metallic states: a "bad metal" above the ordering temperature, where scattering off the disordered local moments suppresses electronic coherence, and a "good metal" in the ordered states with coherence of quasiparticles facilitated by isospin order. This finding reveals coherence from order as the microscopic mechanism behind the Pomeranchuk effect observed experimentally. Upon doping, there is a periodic charge reshuffling between localized and delocalized electronic orbitals leading to cascades of doping-induced Lifshitz transitions, local spectral weight redistributions and periodic variations of the electronic compressibility. Our findings provide a unified understanding of the most puzzling aspects of scanning tunneling spectroscopy, transport, and compressibility experiments.
- Abstract（参考訳）: マジック角度ツイストされた二層グラフェンでは、輸送、熱力学および分光実験は、電子秩序と非電子秩序の異なる低エネルギー状態の競合に目を向ける。
我々は、ねじれた二層グラフェンのトポロジカル重フェルミオン(THF)モデル上で、動的平均場理論(DMFT)を用いて、ひずみのない電子相関と長距離秩序の出現を調査する。
我々は,モーメント形成,近藤検定,秩序を温度ベースで比較し,三つの中心現象に基づく創発的相関状態の性質を説明する。
(i)100K前後の局所スピンと谷のアイソスピンモーメントの形成
(二)近藤検定を先取りする10K前後の局所的なイソスピンモーメントの順序
三 ドーピング時に、局所化された電子状態と非局在化された電子状態との間の電荷の再分配
整数充填では、低エネルギースペクトルの重量が対称相で減少するのに対して、ゼロひずみ秩序相の交換結合によって増強されたギャップを持つ絶縁状態が見つかる。
崩壊した局所モーメントの散乱によって電子的コヒーレンスが抑制される「バッドメタル」と、イソスピン秩序によって促進される準粒子のコヒーレンスを伴う秩序状態の「グッドメタル」である。
この発見は、実験で観察されたポメラヌク効果の背後にある顕微鏡メカニズムとしての秩序からのコヒーレンスを明らかにする。
ドーピングの際には、ドーピング誘起リフシッツ転移のカスケードにつながる局在電子軌道と非局在電子軌道の間に周期的な電荷リシャフリングが存在する。
本研究は, 走査トンネル分光法, 輸送法, 圧縮性実験の最も厄介な側面を統一的に把握するものである。
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