C$_{20}$ 分子上的扩展 Hubbard 模型

我们使用量子蒙特卡罗方法和精确对角化方法,研究由具有最近邻库仑相互作用强度 $V$ 的扩展 Hubbard 哈密顿量所描述的 C$_{20}$ 分子中的电子关联。对于电子掺杂的 C$_{20}$,已知在标准 Hubbard 模型 ($V=0$) 中不存在由纯电子机制产生的配对束缚。这里我们证明,对于空穴掺杂,在 $0<U/t\leq 3$ 范围内同样不存在该机制;并且对于电子和空穴掺杂,非零 $V$ 的效应均与配对束缚相抗衡。我们还研究了中性分子的磁性质,发现对于固定的 $U$ 或 $V$ 值,自旋单态与三重态基态之间存在转变。此外,我们计算了 C$_{20}$ 上的自旋、电荷与配对关联函数。自旋-自旋与电荷-电荷关联非常短程,尽管在等于分子直径的距离处观察到配对关联的微弱增强。