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    亚稳材料论坛第274期:转角石墨烯的模型构建和物性研究

    作者: 发布时间:2023-07-25 10:41:55

    报告题目:转角石墨烯的模型构建和物性研究

    报 告 人:刘铖铖教授北京理工大学

    时 间:2023年7月27日(星期午14:30

    地 点:高压科学中心4-421会议室

    报告人简介:

    刘铖铖,北京理工大学物理学院教授,博导,计算物理系主任。曾获“The 2018 New Journal of Physics Early Career Award”和2018年度国家自然科学奖二等奖(排名第二),2019年入选基金委“优青”和教育部“青长”。New Journal of Physics期刊编委(2020-至今)。从事计算物理与凝聚态理论研究。通过第一性原理计算方法,以及Green函数、Wannier函数、紧束缚近似和有效模型等理论方法研究真实材料的电子结构,重点关注由体系波函数的非平庸拓扑所导致的各种新颖量子态和新奇物性。同时关注以转角石墨烯为代表的转角体系。发表论文40余篇(含11篇PRL),SCI引用7000余次,连续三年(2020-2022)入选爱思唯尔中国高被引学者。

    报告摘要:

    过去几年,凝聚态物理和材料科学领域最激动人心的进展之一是以转角石墨烯为代表的二维moiré材料的兴起。通过两个相邻原子层之间的转角或晶格失配引起的moiré超晶格可以显著地调控二维材料的物性。在本报告中,我将介绍在转角石墨烯的物性研究和模型构建所做的一些工作。主要包括:1.针对实验发现的魔角双层石墨烯中在半填充附近的非常规超导现象提出一种理论机制,即交换自旋密度波涨落;并指出在半填充附近实验观测到的关联绝缘态是非共面的手征自旋密度波且具有非零的Chern,即自发的量子反常霍尔态;同时提出实验上观测到的超导可能是具有d+id配对对称性的手征拓扑超导。2.通过高分辨的扫描隧道显微镜/谱观测发现转角为1.49度的非魔角双层石墨烯体系的一个van Hove峰部分填充时,会使得该峰劈裂成四个小峰;结合系统的理论分析,我们发现该劈裂源自于van Hove峰附近电子相互作用驱动的自旋-能谷极化的金属态。3.发展了一种方法可以对任意几层小转角石墨烯系统构造简单的基于Wannier函数的四带紧束缚模型。计算了该系统中的相互作用参数,并给出了扩展的Hubbard模型。为了方便人们系统构造任意几层小转角石墨烯的简单模型,我们同时开源了相关程序。

    参考文献:

    1. PRL 121, 217001 (2018),2. ACS Nano 14 (10), 13081 (2020), 3. Phys. Rev. B 104, L081403 (2021).