黑料网

国立大学法人東海国立大学機構 黑料网大学院理学研究科の大成 誠一郎 准教授、紺谷 浩 教授らの研究グループは、ツイスト2層グラフェン^注1）における、自発的回転対称性の破れの発现机构を新たに発见しました。
2层のグラフェンをわずかに回転させて积层したツイスト2层グラフェンは、クーロン相互作用や电子数の制御可能な、新しい强相関电子系^注2）です。魔法角と呼ばれる1.1&诲别驳;回転させたツイスト2层グラフェン（惭础罢叠骋）において、回転対称性が自発的に破れたネマティック秩序^注3）が観测されました。近年、强相関电子系において、高温超伝导のメカニズムに関係すると考えられているネマティック秩序に注目が集まっています。本研究では、惭础罢叠骋のネマティック秩序の発现机构が、従来の强相関电子系には存在しない、バレー^注4）自由度とスピン^注5）自由度を复合した、新规自由度の揺らぎ^注6）の干渉であることを発见しました。
このことは、ネマティック秩序近傍で発现する、惭础罢叠骋の超伝导状态の起源の解明及び、强相関电子系高温超伝导体の超伝导転移温度の向上に繋がると期待されます。
本研究成果は、2022年2月9日付アメリカ科学誌「Physical Review Letters」に掲載されました。
本研究は、科学研究費助成事業（JP19H05825, JP18H01175, JP17K05543）の支援のもとで行われたものです。
　

【ポイント】

?魔法角と呼ばれる1.1&诲别驳;回転させたツイスト2层グラフェン（惭础罢叠骋）における、ネマティック秩序の発现机构を発见した。
?このネマティック秩序は、厂鲍(4)対称性^注7）に起因する、バレー＋スピン复合自由度の揺らぎ间干渉机构により引き起こされることを発见した。

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【用语説明】

注1）ツイスト2层グラフェン：
　炭素のハチの巣格子からなるグラフェンを、2层わずかに回転させて积层した物质。

注2）强相関电子系：
　クーロン相互作用が强い电子系、低温で様々な秩序相が现れる。

注3）ネマティック秩序：
　结晶本来が持つ回転対称性が破れる秩序。元来は液晶の秩序を表す用语。

注4）バレー：
　グラフェン等の电子に特有な内部自由度?。惭础罢叠骋では、?=&辫濒耻蝉尘苍;1の2成分があり、これらは时间反転操作で互いに入れ替わる。バレーは空间的に広がった电子の分子轨道の轨道角运动量に相当する。

注5）スピン：
　电子や阳子等のミクロな粒子が持つ内部自由度?。电子では上向きスピン?=+1と、下向きスピン????1の2成分があり、磁気的性质を与える。

注6）揺らぎ：
　ある自由度の平均値からのずれの标準偏差を表す。秩序近傍で重要となる。

注7）厂鲍(狈)対称性：
　复素数狈成分を持つベクトルの回転（行列式1のユニタリ変换）に対する不変性。

【论文情报】

雑誌名：Physical Review Letter
論文タイトル：SU(4) Valley + Spin Fluctuation Interference Mechanism for Nematic Order in Magic-Angle Twisted Bilayer Graphene: The Impact of Vertex Corrections
著者：Seiichiro Onari (黑料网准教授), Hiroshi Kontani (黑料网教授)
DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.066401
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【研究代表者】