长程相互作用下带隙Weyl半金属中Fermi弧态的命运
强关联电子
2020-07-27 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
对于非相互作用的Weyl半金属（WSMs），当体单粒子谱中存在无隙Weyl节点时，可出现Fermi弧表面态。然而，在电子关联存在的情况下，此种体-边界对应是否仍然成立尚不清楚。最近，预测在具有长程相互作用的WSMs中出现新的关联相，其中体Weyl节点可被打开能隙而不破坏其拓扑性质。在此，我们探究此类长程相互作用影响下Fermi弧态的命运。在将系统映射到具有两个开放端的二维相互作用Su-Schrieffer-Heeger（SSH）模型后，我们采用数值精确对角化来解决Fermi弧态是否会被修正的问题。通过将数据外推至热力学极限，我们发现相应SSH模型的零能边缘态对于给出非相互作用Fermi弧态的那些动量仍然存在的。此外，该观察适用于单粒子和集体边缘激发。由于这些边缘态的轨迹构成了Fermi弧，从而证明了Fermi弧态针对长程相互作用的鲁棒性。特别地，即便单粒子Weyl节点处的单粒子能隙由相互作用打开，单粒子性质的Fermi弧仍可存活。我们的结果阐明了在识别相互作用WSMs拓扑相时的微妙之处，并显示了仅通过检验单粒子谱的节点结构来判定方法的局限性。
引用
@article{arxiv.2004.07446,
title = {Fate of Fermi-arc States in Gapped Weyl Semimetals under Long-ranged Interactions},
author = {Yu-Chin Tzeng and Min-Fong Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.07446},
year = {2020}
}
备注
9 pages, 4 figures; version accepted for publication in Phys. Rev. B