近日,我校物理与电子工程学院青年教师徐巧玲以第一作者身份,联合钱塘高等研究院、德国马克斯·普朗克研究所、美国宾夕法尼亚大学、德国亚琛工业大学等国内外团队,在国际物理学顶尖期刊《Physical Review X》(中科院一区TOP,《自然科学类高水平期刊目录》中T3级期刊)发表题为《Engineering 2D square lattice Hubbard models in 90°twisted Ge/SnX (X=S, Se) moiré superlattices》的重要理论研究论文。我校为第一署名单位,彰显了在凝聚态物理前沿领域的科研实力与国际影响力。
该研究提出创新性提出全新理论设计方案,利用常见的矩形晶格二维材料,构建出理想的莫尔方型晶格的关联材料,为在高度可控的二维材料平台中模拟和研究高温超导等强关联物理现象提供新路径。

研究突破传统局限,提出将两层具有矩形晶格的二维材料旋转90度后堆叠,利用材料本身两个方向上的微小晶格常数差异,自然形成具有孤立平带特征的方形莫尔超晶格。这一方法摆脱了对稀缺方形晶格材料的依赖,拓宽了相关研究的材料选择范围。
研究团队通过第一性原理计算和理论分析发现,在90度转角的GeSe、GeS和SnS等双层及多层结构中,导带底会涌现出极其平坦的电子能带,可通过有效方晶格哈伯德模型精确描述。其关键参数能通过选择材料、改变层数或施加外电场灵活调控。研究预测,在特定构型的转角四层GeSe中,次近邻跃迁与最近邻跃迁的比值高达20%以上,与铜基高温超导体中铜氧面的关键特征非常相似,使其成为研究高温超导机制的理想平台。此外,研究还预测该体系莫尔平带在电子半填充时会出现反铁磁绝缘态,掺杂后可实现d波超导,为探索方晶格哈伯德模型的丰富相图奠定基础。
此项成果是我校在凝聚态物理领域取得的原创性突破,成果的发表充分展现了我校科研人员在国际前沿领域的创新能力,以及跨机构、跨国界学术合作的显著成效,将进一步推动学校相关学科的高质量发展。
作者:唐荣 审核:廖磊 陈光淦 终审:党委宣传部