三角晶格t-J模型的有限温度性质及其在Na$_x$CoO$_2$中的应用

我们针对负跳跃$t$的二维三角晶格t-J模型进行了有限温度（$T$）研究，这与电子掺杂的Na$_x$CoO$_2$（NCO）相关。为了理解该系统的多个方面，我们研究了整个掺杂范围内与$T$相关的化学势、比热、磁化率以及动态霍尔系数。我们系统地展示了这个强关联电子的最简单模型如何描述随掺杂（$x$）从接近带极限（密度$n=2$）的类Pauli弱自旋关联金属到具有显著反铁磁（AFM）关联的Curie-Weiss金属相（$1.5<n<1.75$）的交叉，后者在低温下表现出反铁磁关联，在高温区表现出Curie-Weiss型行为。随着掺杂进一步减少，出现了一个由自旋相互作用（$J$）主导的新能量尺度（在比热和磁化率中均可见），我们确定了一个在整个掺杂范围内有效的有效相互作用$J_{eff}(x)$。这与Anderson公式不同，因为我们这里选择$t<0$，因此与通常的Nagaoka铁磁情形符号相反。该表达式包含了弱动力学AFM的微妙效应——如在无限关联情形（$U=\infty$）中遇到的那样。通过显式计算Kubo公式，我们探讨了霍尔系数$R_H^*$高频表达式的实际适用性问题。我们希望这项研究能澄清关于t-J模型在实际实验情形中适用性的一些开放问题。