論文の概要: Exceptional topology in non-Hermitian twisted bilayer graphene

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.03145v3
• Date: Fri, 14 Feb 2025 08:20:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-17 14:44:21.630262
• Title: Exceptional topology in non-Hermitian twisted bilayer graphene
• Title（参考訳）: 非エルミートツイスト二層グラフェンの例外トポロジー
• Authors: Yingyi Huang,
• Abstract要約: ツイストされた二層グラフェン(TBG)は、マジックアングルで異常な電子特性を持ち、マジックアングルで孤立した平らなバンドを持つ。 本研究では, 他の層に対してグラフェンがねじれた非エルミチアンTBGの利得と損失について検討した。 エルミート魔法角よりも大きい「例外魔法角」では、例外的な環は一致し、ゼロエネルギーと有限寿命を持つ非エルミート平面バンドを形成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Twisted bilayer graphene (TBG) has extraordinary electronic properties at the magic angle along with an isolated flat band at the magic angle. However, the non-Hermitian phenomena in twisted bilayer graphene remain unexplored. In this work, we study a non-Hermitian TBG formed by one-layer graphene twisted relative to another layer with gain and loss. Using a non-Hermitian generalization of the Bistritzer-MacDonald model, we find Dirac cones centered at only the $K_M$ ($K'_M$) corner of the moir\'e Brillouin zone at the $K'$ ($K$) valley deform into rings of exceptional points in the presence of non-Hermiticity, which is different from single-layer graphene with gain and loss, where exceptional rings appear in both $K$ and $K'$ corners of the Brillouin zone. We show that the exceptional rings are protected by non-Hermitian chiral symmetry. More interestingly, at an ``exceptional magic angle" larger than the Hermitian magic angle, the exceptional rings coincide and form non-Hermitian flat bands with zero energy and a finite lifetime. These non-Hermitian flat bands in the moir\'e system, which are isolated from dispersive bands, are distinguished from those in non-Hermitian frustrated lattices. In addition, we find that the non-Hermitian flat band has topological charge conserved in the moir\'e Brillouin zone, which is allowed for analogs of non-Hermitian fractional quantum Hall states.
• Abstract（参考訳）: ツイストされた二層グラフェン(TBG)は、マジックアングルで異常な電子特性を持ち、マジックアングルで孤立した平らなバンドを持つ。 しかし、ねじれた二層グラフェンの非エルミート現象は未解明のままである。 本研究では, 他の層に対してグラフェンがねじれた非エルミチアンTBGについて, ゲインとロスを伴って検討した。 ビストリッツァー・マクドナルドモデルの非エルミート的一般化を用いて、モワール・ブリルアン・ゾーンのK_M$(K'_M$)角のみを中心とするディラック・コーンが非ハーミティニティの存在下で例外的な点の環に変形し、これは利得と損失を持つ単層グラフェンと異なり、ブリルアン・ゾーンのK$と$K'$の角に例外的な環が現れる。 例外環は非エルミート的キラル対称性によって保護されていることを示す。 より興味深いことに、エルミート魔法角よりも大きい「例外魔法角」では、例外的な環は一致し、ゼロエネルギーと有限寿命を持つ非エルミート平面バンドを形成する。 分散帯域から孤立するモワール系におけるこれらの非エルミートフラットバンドは、非エルミートフラストレーション格子のものと区別される。 さらに、非エルミート平坦帯は、非エルミート分数量子ホール状態の類似を許容するモワール・ブリルアンゾーンに保存される位相電荷を持つ。

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