三角晶格上的电荷与自旋序——Na$_x$CoO$_2$ 在 $x=0.5$ 处

我们研究了三角晶格上由强关联和几何阻挫导致的电子态性质，并将其与 Na$_x$CoO$_2$ 在 $x=0.5$ 处的非常规绝缘态联系起来。我们使用空间无限制的 Gutzwiller 近似研究了一个扩展 Hubbard 模型。我们在 $x=1/3$ 和 $x=0.5$ 处发现了一类新的电荷和自旋有序态，其中反铁磁 (AF) 阻挫通过弱的电荷不均匀性得到缓解。在 $x=0.5$ 处，我们证明了 $\sqrt{3}a\times2a$ 的面外 Na 掺杂剂有序诱导了 Co 层中弱的 $\sqrt{3}a\times1a$ 电荷序。对称性破缺使得在低温下能够发生连续的 $\sqrt{3}a\times1a$ AF 和 $2a\times2a$ 电荷/自旋有序转变。费米面被 $2a\times2a$ 六角布里渊区边界截断成小的电子和空穴口袋。我们研究了相结构并与最近的实验进行了比较。