中心对称体系中的反铁磁陈绝缘体

如果时间反演变换对电子态的作用无法由空间群操作补偿，则反铁磁陈绝缘体（AFCI）可以存在。具有共线磁序的 AFCI 已通过 Kane-Mele-Hubbard 模型在非中心对称蜂窝结构中实现。在本文中，我们证明了在保持反演对称的方格点阵模型中存在着共线 AFCI。我们的研究基于含自旋轨道耦合和棋盘势的次近邻跳跃项所拓展的时间反演不变 Harper-Hofstadter-Hubbard 模型。我们表明，只要棋盘势足够大，在弱耦合下的能带绝缘体与强 Hubbard 排斥下的易 xy 平面反铁磁 Mott 绝缘体之间会出现易 z 轴 AFCI。我们的结果与针对非中心对称 Kane-Mele-Hubbard 模型所得结果的高度相似性表明，AFCI 是自旋轨道耦合与强电子关联的一般后果，其存在超越特定模型或晶格结构。电子与磁学性质均源自同一强关联电子的 AFCI，是电荷能隙在 Néel 温度以下发生强磁蓝移以及在更高温度下实现量子反常霍尔效应的有前景的候选者，从而使得数据处理方面的应用成为可能。