物性物理学：半導体モアレ超格子における連続的モット転移

電子相互作用の増大に伴うランダウフェルミ液体から非磁性モット絶縁体への変化は、物理学において最も不可解な量子相転移の1つである。この転移の近傍では、量子スピン液体、励起子凝縮体、非従来型超伝導などのエキゾチックな物質状態が存在すると考えられている。半導体モアレ物質は、高度に制御可能なハバード模型シミュレーターを三角格子上に実現し、電子相互作用の連続的調整によって金属–絶縁体転移（MIT）を駆動する、他に類を見ない機会をもたらす。今回我々は、MoTe₂/WSe₂モアレ超格子における有効相互作用の強さを電気的に調整することによって、1単位格子当たり電子1個の固定充填率において連続的なMITを観測した。量子臨界の存在は、抵抗のスケーリングの崩壊、絶縁体側から臨界点に近づくにつれて連続的に減少する電荷ギャップ、金属側から近づくにつれて発散する準粒子有効質量によって裏付けられた。我々はまた、MITをまたぐ磁化率の滑らかな変化を観測したが、キュリー–ワイス温度の約5％に下がるまで、長距離磁気秩序の証拠は観測されなかった。これは、絶縁体側における多くの低エネルギースピンフル励起を示唆しており、これは、金属側で観測されるポメランチュク効果によってさらに裏付けられた。今回の結果は、二次元における連続モット転移の普遍的な臨界理論と一致する。

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