Wigner-Molekülkristalle aus multielektronischen Moiré-Kunstatomen

Halbleiter-Moiré-Superlattices bieten eine vielseitige Plattform, um Quantenfestkörper zu konstruieren, die aus künstlichen Atomen an Moiré-Stellen bestehen. Frühere Studien konzentrierten sich hauptsächlich auf den einfachsten korrelierten Quantenfestkörper—das Fermi-Hubbard-Modell—bei dem die intra-atomaren Wechselwirkungen auf eine einzelne onsite Abstoßungsenergie U vereinfacht werden. Hier berichten wir über die experimentelle Beobachtung von Wigner-Molekülkristallen, die aus multielektronischen künstlichen Atomen in verdrehten Bilanzen von Wolframdisulfid-Moiré-Superlattices hervorgehen. Mit der Rastertunnelmikroskopie zeigen wir, dass Wigner-Moleküle in multielektronischen künstlichen Atomen auftreten, wenn Coulomb-Wechselwirkungen dominieren. Die beobachtete Anordnung von Wigner-Molekülen in einem Moiré-Superlattic umfasst eine kristalline Phase von Elektronen: den Wigner-Molekülkristall, der sich als hoch einstellbar durch mechanische Dehnung, Moiré-Periode und Trägertyp erweist.