Descrizione del progetto
Esplorazione della dinamica degli schemi moiré
Le strutture moiré emergono dall’interferenza, in particolare quando due strati del sistema si sovrappongono e ruotano con un certo angolo, ad esempio gli atomi in un materiale cristallino. Finanziato dal Consiglio europeo della ricerca, il progetto SIESS intende sviluppare modelli teorici per chiarire la forte correlazione e la superconduttività osservata nei sistemi di super-reticolo moiré. Le simulazioni numeriche guideranno questi modelli, con l’obiettivo più ampio di migliorare la comprensione di altri materiali con elettroni fortemente correlati. I ricercatori esploreranno la natura degli ordini di simmetria spezzata in diversi materiali moiré, l’origine della superconduttività nei materiali moiré a base di carbonio e la potenziale realizzazione di metalli esotici frazionati nei materiali moiré. I risultati del progetto aiuteranno a guidare gli esperimenti futuri e potenzialmente porteranno all’osservazione sperimentale dei liquidi di spin nei sistemi moiré.
Obiettivo
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.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsIstituzione ospitante
9000 Gent
Belgio