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二次元材料：M点ツイストに基づくモアレ材料
Nature 643, 8071 doi: 10.1038/s41586-025-09187-5
2枚の単層材料を相対的にツイストさせて積層すると、実効的なモアレ並進対称性が出現し、得られるヘテロ構造には根本的に異なる特性が生じる。このようにモアレ材料は最近、強相関系を調べる高度に調整可能なプラットフォームとなっている。しかし、これまでの研究では、三角格子であってブリルアンゾーン（BZ）のΓ点またはK点の近傍で低エネルギー状態を示す単層に着目することがほとんどであった。今回我々は、三角格子であるがBZのM点において低エネルギー状態を示す単層に基づく、新しいクラスのモアレ系を提示する。こうしたM点モアレ材料は、3回回転対称性によって関連付けられた、時間反転対称性を保存する3つのバレーを特徴とする。我々は、この新しいクラスの実現例として、剥離可能な1T-SnSe2と1T-ZrS2のツイスト2層を提案する。我々は、広範なab initioシミュレーションを用いて、平坦な伝導帯が得られるツイスト角を突き止め、正確な連続体モデルを提供し、そのトポロジーと電荷密度を解析し、このプラットフォームの豊かな物理を調べた。重要なことに、M点モアレハミルトニアンは、創発的な運動量空間非共型対称性とカゴメ平面波格子構造を示す。これは我々の知る限り、非磁性系における結晶空間群の射影表現の実験的に可能な初めての実現例である。これらの系は相互作用により、モット物理を伴う6フレーバー・ハバードシミュレーターとして作用する。さらに、運動量空間非共型面内ミラー対称性の存在により、M点モアレハミルトニアンの一部が各バレーにおいて擬一次元化しており、ラッティンジャー液体物理の実現の可能性を示唆している。
