四自旋项与三角晶格 Mott 绝缘体中手性自旋液体的起源

在强排斥下，三角晶格 Hubbard 模型由具有最近邻反铁磁 Heisenberg 相互作用的 $s=1/2$ 自旋描述，并呈现常规的 120$^\circ$ 序。利用无穷密度矩阵重整化群与精确对角化，我们研究了随着排斥减小、由电子底层 Mott 绝缘体物理自然产生的附加四自旋相互作用的效应。尽管这些相互作用历史上与具有涌现自旋子费米面的无能隙基态相关联，我们发现，在物理相关参数下，它们稳定了一种 Kalmeyer-Laughlin（KL）型的手性自旋液体（CSL），澄清了近期 Hubbard 模型研究中的观测。随后我们基于相互作用的平均场重写给出自洽解，以获得一个与 KL 态的母哈密顿量相似的哈密顿量，从而为 CSL 的起源提供物理理解。