修饰二聚体模型中的双荷 Lieb-Shultz-Mattis 定理与对称保护拓扑相
强关联电子
2018-09-19 v1
摘要
我们考虑具有磁通量和分数自旋都在原胞中的相互作用玻色子或自旋的 2+1D 晶格模型。我们提出并证明了在此设定下修正的 Lieb-Shultz-Mattis (LSM) 定理，其甚至适用于放大后的磁原胞中的自旋为整数的情形。对于保持所有对称性的带隙基态，存在两种非平凡结果。第一种情况，必然得到具有受保护边缘态的对称保护拓扑 (SPT) 相。这使我们能够通过修饰 Mott 绝缘体的二聚体模型来轻易构造 SPT 态的模型，从而产生 SPT 相，这应有助于其物理实现。第二种情况，必然存在奇异的体激发，即拓扑序。尽管两种情形都要求晶格原胞中具有分数自旋，但第二种要求保护分数自旋的对称性与参与磁平移的对称性相关。我们的讨论涵盖了分数自旋（射影对称表示）和磁通量（与对称生成元绑定的磁平移）的一般概念。所得的 SPT 相表现出双荷特征，因为它们将电荷与对称通量关联起来，使得原胞中的通量能够屏蔽位点上的射影表示。我们给出了一个显式公式来概括这一物理，其确定了一组特定的允许 SPT 相。
引用
@article{arxiv.1705.05421,
title = {Dyonic Lieb-Shultz-Mattis Theorem and Symmetry Protected Topological Phases in Decorated Dimer Models},
author = {Xu Yang and Shenghan Jiang and Ashvin Vishwanath and Ying Ran},
journal= {arXiv preprint arXiv:1705.05421},
year = {2018}
}
备注
25 pages, 16 figures