論文の概要: Shaping the topology of twisted bilayer graphene via time-reversal symmetry breaking
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.02947v1
- Date: Wed, 5 Jun 2024 05:14:28 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-06 19:59:32.880004
- Title: Shaping the topology of twisted bilayer graphene via time-reversal symmetry breaking
- Title（参考訳）: 時間反転対称性の破れによるツイスト二層グラフェンのトポロジー形成
- Authors: Cunyuan Jiang, Matteo Baggioli, Qing-Dong Jiang,
- Abstract要約: 我々は、時間反転対称性の破れを利用して、ねじれた二層グラフェン(TBG)の位相特性を操る
TRSBの強度を変化させることで、相対的なチャーン数を持つ一対の平坦なバンドを示す位相絶縁相の間の位相相転移を発見する。
この新しい電子相は、フェルミエネルギーの関数として、その非量子化異常ホール導電率を測定することで、研究室で同定できることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Symmetry breaking is an effective tool for tuning the transport and topological properties of 2D layered materials. Among these materials, twisted bilayer graphene (TBG) has emerged as a promising platform for new physics, characterized by a rich interplay between topological features and strongly correlated electronic behavior. In this study, we utilize time-reversal symmetry breaking (TRSB) to manipulate the topological properties of TBG. By varying the strength of TRSB, we discover a topological phase transition between a topological insulating phase, which exhibits a pair of flat bands with opposite Chern numbers, and a novel insulating state where the Chern number, but not the Berry curvature, of the flat bands vanishes. We demonstrate that this topological transition is mediated by a gap closing at the $\Gamma$ point, and we construct a three-dimensional phase diagram as a function of the twisting angle, the symmetry-breaking parameter, and the mismatch coupling between AA and AB stacking regions. Finally, we show that this novel electronic phase can be identified in the lab by measuring, as a function of the Fermi energy, its non-quantized anomalous Hall conductivity that is induced by the Berry dipole density of the lowest flat bands.
- Abstract（参考訳）: 対称性破砕は2次元層状材料の輸送特性とトポロジー特性を調整するための有効なツールである。
これらの材料のうち、ツイスト二層グラフェン(TBG)は、トポロジカルな特徴と強く相関する電子的挙動の豊富な相互作用を特徴とする、新しい物理学のための有望なプラットフォームとして登場した。
本研究では, 時間反転対称性の破れ(TRSB)を用いて, TBGの位相特性を制御した。
TRSBの強度を変動させることにより、反対のチャーン数を持つ一対の平坦なバンドを示す位相絶縁相と、平坦なバンドのチャーン数ではなくベリー曲率が消える新しい絶縁状態との間の位相相転移が発見された。
このトポロジ的遷移は、$\Gamma$ポイントでのギャップ閉包によって媒介されることを示すとともに、ねじれ角、対称性破壊パラメータ、AとABの積層領域間のミスマッチ結合の関数として3次元位相図を構築する。
最後に、この新しい電子相は、最低平坦帯のベリー双極子密度によって誘導される非量子化異常ホール導電率であるフェルミエネルギーの関数として測定することで、実験室で同定できることを示す。
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