用于关联多带电子系统轨道磁性的量子多体方法

轨道磁性是完全量子现象，反映固体的内在电子属性，但其在相互作用多带电子系统中的微观描述尚不完整。我们基于Luttinger-Ward函数发展出一种通用的量子多体框架，用于轨道磁响应。我们从Dyson方程开始，改进在弱磁场下的热力学势，并在关联电子系统中构造对$B$的幂级展开。关键技术进步是使用非交换坐标的修改“傅里叶”表示，使得热力学势可表达在有效动量空间中，其中磁场以扰动方式作用。该表述在Moyal代数中实现了分析性进展。作为应用，我们推导了自发轨道磁化，并完全以由自能 renormalize 的零场哈密顿量中表达。对于频率依赖但Hermitian自能，我们将轨道磁矩和Berry曲率推广到动量-频率空间，并识别出由这些量量构建的两个规范不变贡献。对于频率无关自能，结果简化为非相互作用系统中熟悉的几何公式。这一框架为计算关联多带材料中的轨道磁响应提供了统一基础。