掺杂反铁磁莫特绝缘体中多孤子构型的数值研究
超导电性
2009-10-31 v2 强关联电子
摘要
我们从第一性原理出发，评估了二维正方晶格上掺杂的自旋1/2反铁磁莫特绝缘体中多孤子构型的自洽哈特里-福克能量。我们发现，最近邻库仑排斥在中间耦合 3 < U/t < 8 的情况下，稳定了掺杂区域为每格点0.05至0.4个空穴的带电 meron-antimeron 涡旋孤子对。这种稳定是通过在平均场反铁磁（AFM）背景中产生“自旋通量”来实现的。被自旋通量 AFM 背景中的 meron 涡旋所遮蔽的空穴是带电玻色子。我们的静态哈特里-福克计算为有限密度带电涡旋的能量提供了一个上界。该上界低于相应带电条纹构型的能量。研究表明，有限密度的载流涡旋会在莫特-哈伯德电荷转移隙中产生大量未占据的电子能级。这些能级导致显著的带尾和光学吸收光谱中宽的中红外带，正如实验观察到的那样。在极低掺杂（低于0.05）时，掺杂电荷形成极其紧密束缚的 meron-antimeron 对，甚至形成孤立的传统自旋极化子；而在极高掺杂（高于0.4）时，自旋背景本身变得不稳定，趋向于形成传统费米液体，自旋通量平均场在能量上变得不利。我们的结果表明，在中间耦合和中间掺杂浓度下，带电的玻色子涡旋孤子量子液体占主导地位。
引用
@article{arxiv.cond-mat/9805229,
title = {A numerical study of multi-soliton configurations in a doped antiferromagnetic Mott insulator},
author = {Mona Berciu and Sajeev John},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/9805229},
year = {2009}
}
备注
12 pages, 25 figures; added references, modified/eliminated some figures