二维Dirac半金属中去禁闭量子临界点的对偶性

本文讨论石墨烯Dirac半金属中的Néel与Kekulé价键固体量子临界性。考虑连续场论中包含自旋、谷和子晶格自由度的四次费米子相互作用$g(\bar{\psi}_i\Gamma_{ij}\psi_j)^2$，我们发现当耦合$g$大于临界值$g_c$时，微观对称性自发破缺。对称性破缺使费米子产生能隙，导致半金属-绝缘体转变。所有可能的四次费米子双线性相互作用都给出统一的临界耦合，展现出多种序的多临界点以及朗道禁戒量子临界点。我们还研究了对称性破缺时Néel与Kekulé价键固体转变之间的典型临界点。该量子临界性由Wess-Zumino-Witten项刻画，且Néel-Kekulé VBS序之间存在相互对偶性。我们展示了Néel-Kekulé VBS转变中涌现的自旋子，由此推断该相变是一个去禁闭量子临界点。此外，我们研究了指标定理与Kekulé VBS相中拓扑缺陷束缚的零能模之间的联系，以揭示Néel-Kekulé VBS对偶性。