モアレ材料：モアレ材料におけるトポロジカルなチャーン数の光学的制御

光による量子材料の制御は、バンドトポロジーから超伝導に至るまで、その多体特性を動的に調整するための有望な経路である。しかし、定常状態にある強相関電子系に対してそのような光制御を実現することは、依然として困難である。今回我々は、ツイストMoTe₂（t-MoTe₂）均質2層中の遍歴強磁性体のスピン–バレー自由度の光スイッチングを実証する。この系は、平坦なバレー依存チャーンバンドという比類ない特徴を持ち、さまざまなモアレ格子充填率において、チャーン絶縁体や強磁性金属など多様な強相関相を示す。我々は、円偏光を用いて励起子–ポーラロン遷移を共鳴励起することによって、こうした相全てのスピン–バレーの向きを動的に反転できることを実証する。これらの知見は、ゼロ磁場で強磁性スピン状態を非熱的に光スイッチングできることの直接的な証拠を提供するだけでなく、トポロジカルな秩序パラメーターを動的制御する可能性を実証するものであり、カイラルエッジモードとトポロジカルな量子回路を光学的に生成する道を開く。

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