三角晶格上 SU(4) 自旋-轨道模型的变分蒙特卡洛研究

先前的研究表明，最简单受阻挫晶格上的最简单自旋-轨道模型可承载向列量子自旋-轨道液体态。即，如由 Gutzwiller 投影波函数增强的态密度矩阵重整化群前沿方法所揭示，三角晶格上 SU(4) Kugel-Khomskii (KK) 模型的轨道简并倾向于增强量子涨落并稳定表现出条纹特征的量子自旋-轨道液体。本工作中，我们利用变分量子蒙特卡洛方法，在高达 $L=24$ 的 $L\times{}L$ 环面上研究了若干自旋-轨道液体态，包括均匀 $\pi$ 通量态、三种条纹态与一种 plaquette 态。结果表明，其中一种称为“stripe-II”态的条纹态在能量上占优。该基态破缺晶格的 $C_6$ 对称性，导致降为 $C_2$ 对称性与加倍原胞，同时保持 SU(4) 自旋-轨道旋转对称性。此种向列量子自旋-轨道液体态可由布里渊区中含开放轨道的 parton 费米面 (FS) 刻画，这与均匀 $\pi$-通量态的圆形 FS 形成对比。