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近藤晶格，一個通過自旋交換相互作用與流動的傳導電子相耦合的局部磁矩矩陣，是強相關(guān)量子物質(zhì)的一個原型。

通常情況下，近藤晶格是在含有鑭系或錒系的金屬間化合物中實現(xiàn)的。復雜的電子結(jié)構(gòu)和這些塊狀材料中電子密度和交換相互作用的有限可調(diào)性，對研究近藤晶格物理學構(gòu)成了相當大的挑戰(zhàn)。

在此，來自美國康奈爾大學的單杰&麥健輝等研究者報道了在AB堆疊的MoTe₂/WSe₂ Moiré雙層中實現(xiàn)合成Kondo晶格的情況，其中MoTe₂層被調(diào)整為Mott絕緣狀態(tài)，支持局部矩的三角形Moiré晶格，而WSe₂層則摻入了流動的傳導載體。相關(guān)論文以題為“Gate-tunable heavy fermions in a moiré Kondo lattice”于2023年03月15日發(fā)表在Nature上。

Moiré材料是一個高度可調(diào)的平臺，可以用來研究強關(guān)聯(lián)電子現(xiàn)象，因為Moiré超晶格引入了平坦的電子帶，從而出現(xiàn)了一系列相關(guān)的絕緣、磁性和超導態(tài)。特別地，半導體Moiré材料在Moiré帶半填充時實現(xiàn)了具有局域磁矩的Mott絕緣體，強烈的電子相互作用開啟了具有完全填充Hubbard帶的Mott能隙。通過將漫游電子通過交換作用與局域磁矩的晶格耦合，可以實現(xiàn)Kondo格子態(tài)。

在此，研究者實驗證明了在摻雜空穴的AB堆疊的MoTe₂/WSe₂雙層體系中，可實現(xiàn)了一個Moiré Kondo格子。這些雙層體系形成一個三角形的Moiré晶格，周期約為5?nm，對應于Moiré密度n_M≈5×10¹² cm^-2，這是由于MoTe₂和WSe₂晶格之間存在7％的不匹配。

頂部MoTe₂和WSe₂價帶的Wannier軌道，位于Moiré晶格的兩個不同高對稱堆疊位點上。它們一起形成一個蜂窩狀晶格。Moiré勢在Mo位置比W位置強得多。因此，第一層MoTe₂Moiré帶相對平坦，而第一層WSe₂ Moiré帶是分散的。MoTe₂層中的空穴可以通過相互作用局域化，而WSe₂層中的空穴則保持漫游。這些得到了密度泛函計算和下面討論的實驗結(jié)果的支持。

圖1. AB層MoTe₂/Se₂中的Moiré Kondo晶格

圖2. 電學相圖

圖3. 重費米子的出現(xiàn)和近藤單子的磁性破壞

圖4. 閘門可調(diào)的摩爾近藤物理學

作者簡介

截至目前，單杰和麥健輝夫婦倆，已經(jīng)在Nature正刊上發(fā)表了第7篇正文，并且都是這三四年之內(nèi)，效率之高，令人咂舌。與此同時，這對夫婦更像是將自己對彼此的“情書”，寫進了Nature，糖度甚高，令人頗羨。

文獻信息

Sun, Y., Ge, L., Dai, L.?et al.?Bright and stable perovskite light-emitting diodes in the near-infrared range.?Nature?(2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-05792-4

原文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-023-05800-7

原創(chuàng)文章，作者：Gloria，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://m.xiubac.cn/index.php/2023/10/10/8fea229349/

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單杰/麥健輝夫婦，第7篇Nature正刊！

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