系友贺文宇在魔角石墨烯和自旋液体理论研究方面取得进展

近日,我系系友贺文宇(2013届本科毕业生,现为香港科技大学物理学系博士后)与合作者在理论上指出置于氮化硼衬底上的双层魔角石墨烯在外加电流作用下可以产生沿垂直方向的强轨道磁矩,并且外加电流所产生的轨道磁矩可以进一步与样品自身固有的轨道磁矩耦合,从而实现直流电控制的垂直方向上轨道磁矩的翻转。他们的工作为去年斯坦福 David Goldhaber-Gordon 小组和UCSB Andrea Young 小组所观察到的直流电反转双层魔角石墨烯轨道磁性现象提供了合理的解释,并指出这种直流电与垂直方向上轨道磁矩耦合的轨道磁电效应广泛地存在于没有三重对称性的准二维材料中。该工作以 “Giant orbital magnetoelectric effect and current-induced magnetization switching in twisted bilayer graphene” 为题,于2020年4月3日发表在《自然•通讯》上 [Nat. Commun. 11, 1650 (2020)]。

贺文宇近年来着重于研究准二维材料的各种新奇物理。他与合作者在2018年提出了描述自旋液体材料TaS2的有效自旋模型,该模型首次给出了有自旋轨道耦合的四阶自旋交互作用项 (ring exchange) 。他们采用密度矩阵重整化群的数值方法对该模型进行求解,证实了在强四阶自旋交互作用下体系是具有自旋子费米面 (spinon fermi surface)的自旋液体。他们的工作以“Spinon Fermi Surface in a Cluster Mott Insulator Model on a Triangular lattice and Possible Application in 1T-TaS2”为题,于2018年7月24日发表在国际顶级物理期刊《物理学评论快报》上 [Phys. Rev. Lett. 121, 046401 (2018)]。

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