Projektbeschreibung
Erforschung der Dynamik des Moiré-Effekts
Moiré-Strukturen entstehen durch Interferenz, wenn sich zwei Systemschichten überlagern und um einen bestimmten Winkel drehen, zum Beispiel Atome in einem Kristallmaterial. Das Ziel des vom Europäischen Forschungsrat finanzierten Projekts SIESS besteht darin, theoretische Modelle zu entwickeln, um die in Moiré-Übergittern beobachtete starke Korrelation und Supraleitfähigkeit zu erklären. Als Orientierung dienen numerische Simulationen. Das übergeordnete Ziel ist es, unser Wissen zu anderen stark korrelierten Elektronenmaterialien auszuweiten. Die Forschenden werden die Eigenschaften von Ordnungen mit gebrochener Symmetrie in verschiedenen Moiré-Materialien, den Ursprung der Supraleitfähigkeit in Moiré-Materialien auf Kohlenstoffbasis und die mögliche Realisierung exotischer fraktionierter Metalle in Moiré-Materialien erforschen. Die Projektergebnisse werden als Leitfaden für künftige Experimente dienen und möglicherweise zur experimentellen Beobachtung von Spinflüssigkeiten in Moiré-Systemen führen.
Ziel
Recent experiments on a class of atomically-thin two-dimensional materials, called moiré superlattice systems, have uncovered an entirely new and fascinating world of enigmatic strong-correlation physics and superconductivity. This project will develop theoretical models to explain these intriguing experimental observations. Numerical simulations will play an important role in guiding the theoretical models. An overarching goal is also to explore what lessons we can learn from moiré materials that advance our understanding of other paradigmatic strongly-correlated electron materials such as e.g. the copper-oxide superconductors.
The particular objectives of this project are to understand
1) the nature of the broken-symmetry orders which appear in different moiré materials,
2) the origin of superconductivity observed in carbon-based moiré materials, and the role of the repulsive Coulomb interaction in the electron pairing mechanism,
3) whether exotic fractionalized metals are realized in moiré materials, and their potential role in explaining to the ‘pseudo-gap’ regime,
4) the Mott insulating ground states of twisted transition-metal dichalcogenides, and the parameter regimes where these correspond to long-range-entangled spin liquids.
These objectives address some of the most important and long-standing problems in condensed matter physics, such as e.g. developing a theoretical understanding of electron pairing in the presence of strong repulsive interactions, and the nature of the pseudo-gap phase – which seems to be ubiquitous in strongly-correlated materials. The results obtained in this project will guide future experiments, and enhance the possibility of realizing exotic phases of quantum matter, such as spin liquids, in the lab. The experimental observation of spin liquids in moiré systems would constitute a milestone in the field of strongly-correlated materials.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsGastgebende Einrichtung
9000 Gent
Belgien