由带间量子涨落产生的反常霍尔金属有效场论

我们构建了一个有效场论，即一个由具有两个费米面（"pockets"）的模型描述的二维双组分金属系统。该模型描述了一个平移不变金属系统，包含两类费米子，各自拥有独立的费米面，并具有前向散射相互作用。除 $O(2)$ 旋转不变性外，该模型还具有每个费米面独立电荷守恒的 $U(1) \times U(1)$ 对称性。当 $d$ 波（四极）通道中的相互作用足够吸引时，该模型有一个有趣的相图，包含自发产生的反常霍尔金属相。我们推导了四极序参量场的朗道-金兹堡有效作用量，其具有分别对应于空间各向同性和内部 $U(1)$ 相对相位对称性的 $O(2)\times U(1)$ 整体对称性。我们表明序参量理论是动力学局域的，动力学标度 $z=2$，并对朗道-金兹堡理论进行了一圈重整化群分析。研究了自发对称性破缺导致的电子液晶相，并展示了低动量下朗道阻尼的Nambu-Goldstone模的存在，这是非费米液体行为的特征。还从序参量理论的角度分析了正常相和对称性破缺相中的电磁线性响应。正常相中电磁场与序参量场的耦合是非最小耦合，且确实以依赖于序参量的陈-西蒙斯项形式包含了反常霍尔响应的前兆，出现在有效作用量中。