論文の概要: Strain induced topological phase transitions in split and line graphs of bipartite lattices featuring flat bands

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.11783v3
• Date: Mon, 30 Jun 2025 16:36:33 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-01 19:22:01.975075
• Title: Strain induced topological phase transitions in split and line graphs of bipartite lattices featuring flat bands
• Title（参考訳）: 平面バンドを特徴とする二部格子の分割線グラフにおけるひずみ誘起位相相転移
• Authors: Shivam Sharma, Amartya S. Banerjee,
• Abstract要約: フラットバンドを汎用的に支持する2次元格子のクラスについて検討し,その電子的およびトポロジ的特性に対するひずみの影響に着目した。 ひずみがない場合、スピン軌道結合(SOC)の導入は、平らなバンドを励起準平らなバンドに変換するバルクギャップを誘導する。 注目すべきことに、研究された全ての格子は、自明、半金属、および位相相間の相転移を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.0566221827695506
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In recent years, materials with topological flat bands have attracted significant attention due to their association with extraordinary transport properties and strongly correlated electrons. This includes phenomena such as high-temperature superconductivity, ferromagnetism, Wigner crystallization, and Mott-insulating behavior. Among these systems, two-dimensional (2D) materials are particularly compelling as they can host electronic states with unique band structures, such as dispersionless states alongside linearly dispersive Dirac cones. In this work, we use tight-binding models to comprehensively investigate a class of 2D lattices that generically support flat bands, and focus on the effects of strain on their electronic and topological properties. The studied lattices are constructed within a unifying graph-theoretic framework, whereupon split-graph and line-graph operations on bipartite square and hexagonal lattices are employed to generate new structures. In the absence of strain, the introduction of spin-orbit coupling (SOC) induces a bulk excitation gap, which transforms flat bands into quasi-flat bands with topologically nontrivial characteristics. By tuning system parameters and external strain, we observe the emergence of directional flat bands, and tilted and semi-Dirac cones. Remarkably, all lattices studied show phase transitions among trivial insulating, semimetallic, and topological phases. In addition to exploring understudied lattices, our contribution comprehensively analyzes the potential of strain engineering as a versatile tool for manipulating electronic and topological phases in a wide variety of 2D materials.
• Abstract（参考訳）: 近年、トポロジカル・フラットバンドを持つ物質は、異常な輸送特性や強い相関電子と結びついているため、大きな注目を集めている。 これには高温超伝導、強磁性、ウィグナー結晶化、モット絶縁挙動などの現象が含まれる。 これらのシステムの中で、2次元(2D)材料は、リニア分散ディラックコーンと共に分散のない状態のようなユニークなバンド構造を持つ電子状態をホストできるため、特に魅力的である。 本研究では、強結合モデルを用いて、平面バンドを包括的に支持する2次元格子のクラスを包括的に研究し、ひずみが電子的およびトポロジ的特性に与える影響に焦点を当てる。 研究された格子は統一グラフ理論の枠組み内に構築され、二部格子と六角格子の分割グラフと線グラフ演算を用いて新しい構造を生成する。 ひずみがない場合、スピン軌道カップリング(SOC)の導入は、平坦なバンドを位相的に非自明な特性を持つ準平らなバンドに変換するバルク励起ギャップを誘導する。 システムパラメータと外部ひずみをチューニングすることにより、指向性平坦帯の出現を観察し、傾きと半ディラック円錐を観察する。 注目すべきことに、すべての格子は自明な絶縁、半金属、トポロジカル相の相転移を示す。 本研究は, 各種2次元材料における電子・トポロジカル位相を操作するための汎用ツールとして, ひずみ工学の可能性について包括的に分析する。

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