Science：二維材料：多層扭曲二硫化鎢莫爾超晶格中的Wigner分子晶體
第一作者：Hongyuan Li，Ziyu Xiang
通訊作者：Hongyuan Li，Liang Fu，Michael F. Crommie，F(xiàn)eng Wang
通訊單位：加州大學(xué)伯克利分校，麻省理工學(xué)院
Hongyuan Li，現(xiàn)為康奈爾大學(xué)的克拉爾曼和 KIC 博士后研究員。本科畢業(yè)于西安交通大學(xué)，博士畢業(yè)于加州大學(xué)伯克利分校，博士研究主要集中在實(shí)驗(yàn)?zāi)蹜B(tài)物理領(lǐng)域，特別是低維材料中強(qiáng)關(guān)聯(lián)電子的行為。
Feng Wang，加州大學(xué)伯克利分校物理系教授。1999年本科畢業(yè)于復(fù)旦大學(xué)。
半導(dǎo)體莫爾超晶格為用于設(shè)計(jì)由莫爾位點(diǎn)上的人工原子構(gòu)成的量子固體，提供了一個多功能的平臺。先前的研究主要集中在最簡單的相關(guān)量子固體——費(fèi)米-哈伯德模型上，該模型將原子內(nèi)的相互作用簡化為單一的局域排斥能量U。
本研究在扭曲雙層二硫化鎢（tWS2）莫爾超晶格中觀察到了由多電子人工原子形成的Wigner分子晶體。利用掃描隧道顯微鏡（STM）技術(shù)，研究者們展示了當(dāng)庫侖相互作用占主導(dǎo)地位時，Wigner分子在多電子人工原子中的出現(xiàn)。在莫爾超晶格中觀察到的Wigner分子陣列構(gòu)成了一種電子的晶體相：Wigner分子晶體，這種晶體相通過機(jī)械應(yīng)變、莫爾周期和載流子電荷類型具有很高的可調(diào)性。
圖2：Wigner分子的導(dǎo)帶邊（CBE）和價帶邊（VBE）隧道電流測量。
標(biāo)題：Wigner molecular crystals from multielectron moiré artificial atoms
DOI：10.1126/science.adk1348
Nature：在范德華異質(zhì)結(jié)構(gòu)中成像可調(diào)諧的Luttinger液體系統(tǒng)
第一作者：Hongyuan Li，Ziyu Xiang，Tianle Wang，Mit H. Naik
通訊作者：Hongyuan Li，Steven G. Louie，Michael P. Zaletel，Michael F. Crommie，F(xiàn)eng Wang
一維（1D）相互作用電子具有本質(zhì)上不同于更高維度費(fèi)米液體的特性，通常被描述為拉庭格液體。在材料系統(tǒng)中，1D電子表現(xiàn)出可以通過鏈內(nèi)和鏈間電子相互作用調(diào)節(jié)的奇異量子現(xiàn)象，但它們的實(shí)驗(yàn)表征可能具有挑戰(zhàn)性。
本論文研究了在范德華異質(zhì)結(jié)構(gòu)中，通過層堆疊疇壁（DWs）形成的可廣泛調(diào)諧的Luttinger液體系統(tǒng)。研究團(tuán)隊(duì)使用掃描隧道顯微鏡（STM）直接成像了在不同電子密度下，通過電子密度調(diào)控相互作用強(qiáng)度的DW Luttinger液體的演變。
實(shí)驗(yàn)觀察到，在低載流子密度下，單個DW極易形成Wigner晶體，符合自旋無序的Luttinger液體；而在中等密度下，由于磁彈性耦合增強(qiáng)，形成了二聚化的Wigner晶體。此外，周期性的DW陣列展現(xiàn)出鏈內(nèi)和鏈間相互作用的相互影響，導(dǎo)致了新的量子相的出現(xiàn)。
圖3：一維Wigner-Friedel交叉現(xiàn)象。
圖4：一維疇壁陣列中的電子晶體到向列相的轉(zhuǎn)變。
標(biāo)題：Imaging tunable Luttinger liquid systems in van der Waals heterostructures
DOI：10.1038/s41586-024-07596-6
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