論文の概要: Wigner-molecule supercrystal in transition-metal dichalcogenide moiré superlattices: Lessons from the bottom-up approach
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.12262v1
- Date: Mon, 18 Mar 2024 21:17:47 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-20 18:02:18.214878
- Title: Wigner-molecule supercrystal in transition-metal dichalcogenide moiré superlattices: Lessons from the bottom-up approach
- Title（参考訳）: 遷移金属シバルコゲナイドモアレ超格子におけるウィグナー分子超結晶-ボトムアップアプローチからの教訓-
- Authors: Constantine Yannouleas, Uzi Landman,
- Abstract要約: 二重井戸モワール量子ドット(MQD)におけるフェルミオン荷電担体の数体問題について検討した。
しばしば用いられるスピン・アンド・スペース・アンリミテッド・ハーツリー・フォック(sS-UHF)の平均場解との比較解析は、UHF法の限界を証明している。
$nu=2$ moir'e TMD 超格子の場合の結論は、孤立 MQD におけるスライド WM に関連する積分フィリングを持つすべてのケースに拡張されると推測されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The few-body problem for $N=4$ fermionic charge carriers in a double-well moir\'{e} quantum dot (MQD), representing the first step in a bottom-up strategy to investigate formation of molecular supercrystals in transition metal dichalcogenide (TMD) moir\'e superlattices with integral fillings, $\nu > 1$, is solved exactly by employing large-scale exact-diagonalization via full configuration interaction (FCI) computations. A comparative analysis with the mean-field solutions of the often used spin-and-space unrestricted Hartree Fock (sS-UHF) demonstrates the limitations of the UHF method (by itself) to provide a proper description of the influence of the interdot Coulomb interaction. In particular, it is explicitly shown for $\nu=2$ that the exact charge densities (CDs) within each MQD retain the ring-like shape characteristic (for a wide range of relevant parameters) of a fully isolated MQD, as was found for sliding Wigner molecules (WMs). This deeply quantum-mechanical behavior contrasts sharply with the UHF CDs that portray solely orientationally pinned and well localized dumbbell dimers. An improved CD, which agrees with the FCI-calculated one, derived from the restoration of the sS-UHF broken parity symmetries is further introduced, suggesting a beyond-mean-field methodological roadmap for correcting the sS-UHF results. It is conjectured that the conclusions for the $\nu=2$ moir\'e TMD superlattice case extend to all cases with integral fillings that are associated with sliding WMs in isolated MQDs. The case of $\nu=3$, associated with a pinned WM in isolated MQDs, is an exception.
- Abstract（参考訳）: N=4$フェルミオン型電荷担体を2重井戸型モワール='{e}量子ドット(MQD)において、遷移金属ジカルコゲナイド(TMD)モワール='e超格子における分子超結晶の形成を研究するためのボトムアップ戦略の第一歩として、$\nu > 1$の最小ボディ問題は、フル構成相互作用(FCI)計算による大規模精密対角化(英語版)を用いることで、正確に解決される。
しばしば用いられるスピン・アンド・スペース・アンリミテッド・ハートリー・フォック(英語版)(sS-UHF)の平均場解との比較解析は、UHF法(それ自体)の限界を証明し、中間クーロン相互作用の影響を適切に記述する。
特に、$\nu=2$ に対して、各 MQD 内の正確な電荷密度 (CDs) は、ウィグナー分子 (WMs) のスライドで見られるように、完全に孤立した MQD のリング状形状特性 (幅広い関連するパラメータに対して) を保持することが明確に示されている。
この深く量子力学的な振る舞いは、向きに固定されたよく局在したダンベル二量体のみを描写するUHF CDとは対照的である。
さらに sS-UHF の破壊パリティ対称性の復元から得られた FCI 計算と一致する改良CDを導入し, sS-UHF 結果を修正するための平均値を超える方法論的ロードマップを提案する。
$\nu=2$ moir\'e TMD 上の超格子の結論は、孤立 MQD におけるスライド WM に関連する積分充填を持つすべてのケースに拡張されると推測されている。
$\nu=3$のケースは、孤立MQDにおけるピン付きWMと関連付けられており、例外である。
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