当代量子材料研究以拓扑学和电子相关性为主题。莫尔材料(moiré materials)是一类通过原子级薄晶体的旋转或晶格错位设计而成的新兴高度可调、强关联的二维(2D)材料,当代量子材料研究的主题在莫尔材料中得到了融合。在莫尔材料中,电子之间的主导库仑相互作用导致集体电子相的出现,这些电子相通常具有强大的拓扑性质。认识这些奇异相背后的机制对于理解强相互作用量子系统至关重要,也对设计新的材料属性以应对未来潜在的技术应用至关重要。
本论文探讨了莫尔材料这一新兴的2D材料领域,这类材料通过原子级薄晶体的旋转或晶格错位设计而成,具有高度可调性。研究聚焦于莫尔材料中的电子关联效应和拓扑性质,展现出强烈的库仑相互作用,导致集体电子相的出现,通常具有稳健的拓扑性质。
本综述回顾了局部光谱、热力学和电磁探针技术对莫尔材料研究的贡献,这些技术揭示了莫尔材料中的相关绝缘体、广义Wigner晶体、非常规超导体、莫尔铁电体和拓扑轨道铁磁体等的潜在机制,并发现了一些难以通过空间平均的全局探针检测到的脆弱量子相。此外,本文还强调了最近开发的局部探针技术,包括局部电荷感应和量子干涉探针,这些技术在莫尔材料中发现了新的物理可观测量。
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