Acoplamiento electrón-fonón en el modelo de fermiones pesados topológicos de grafeno en capas twistadas

Las bandas planas en el grafeno en capas twistadas de ángulo mágico sirven como el escenario donde se despliega la física exótica de correlaciones. Estudios previos han demostrado que los fonones, al mediar una interacción efectiva electrón-electrón, pueden desempeñar un papel crucial en la determinación de varias fases electrónicas. En este estudio, proyectamos el vértice completo de acoplamiento electrón-fonón, derivado de cálculos microscópicos de red de tight-binding, sobre la base del modelo de fermiones pesados topológicos de Song y Bernevig, PRL 129, 047601 (2022), e identificamos la significación de cada modo de fonón. Con los campos de fonones integrados, se obtiene una interacción anti-Hund en el sitio H₀ en los orbitales f locales a escala moiré, con intensidades de 1 a 4 meV. Resolvemos las divisiones de multipletos inducidas por fonones, y luego elaboramos sobre órdenes de ruptura de simetría favorecidos por fonones en llenados de enteros pares. A través de cálculos sistemáticos auto-consistentes de Hartree-Fock, descubrimos una intensa competencia entre órdenes orbitales favorecidos por fonones, órdenes coherentes inter-valle favorecidos por fonones K, y los órdenes favorecidos por la cinética y el Coulomb. También se discute una interacción de Hund H₇ con intensidades de 1 a 3 meV, que origina del modelo de Hubbard de átomos de carbono, y contrarresta parcialmente el efecto de H₀. Al final, exploramos la posibilidad de encontrar un semimetal de Dirac exótico en el punto de neutralidad de carga que se forma únicamente por electrones c, mientras que las impurezas f exhiben un gap de Mott simétrico al formar singletes no degenerados bajo H₀,₇. Se discuten las características experimentales que distinguen tal estado.