强电子关联驱动的无能隙金属电荷密度波相

我们分析了 Falicov-Kimball 模型中由热涨落诱导的从绝缘体到金属的转变。利用 Bethe 晶格上的动力学平均场理论 (DMFT) 形式体系，我们在高维极限下严格求得了半满填充时随温度变化的态密度 ($DOS$)。在零温 ($T=0$) 下，系统有序形成棋盘格图案，且 $DOS$ 在费米能级 $\varepsilon_F=0$ 处存在能隙 $\Delta$，该能隙正比于相互作用常数 $U$。随着 $T$ 的增加，$DOS$ 以依赖于 $U$ 的多种方式演化。对于 $U>U_{cr}$，能隙对任意 $T$ 均存在（即 $\Delta >0$），因此系统始终为绝缘体。然而，若 $U < U_{cr}$，能隙内会发展出两个额外的子带。它们随 $T$ 增加而变宽，并在某个依赖于 $U$ 的温度 $T_{MI}$ 处于 $\varepsilon_F$ 处汇合。由于在 $T_{MI}$ 以上 $\varepsilon_F$ 处的 $DOS$ 为正，我们将 $T_{MI}$ 解释为从绝缘体到金属的转变温度。结果表明，当 $U$ 接近 0 或 $U_{cr}$ 时，$T_{MI}$ 趋近于有序 - 无序相变温度 $T_{O-DO}$，但对于中间的 $U$ 值，$T_{MI}$ 显著低于 $T_{O-DO}$。在计算出随温度变化的 $DOS$ 后，我们从自由能 $F$ 出发研究了系统的热力学性质。随后，我们发现了序参量 $d$ 和能隙 $\Delta$ 随 $T$ 的变化规律，并构建了以 $T$ 和 $U$ 为变量的相图，其中展示了四种不同相的稳定区域：有序绝缘体、有序金属、无序绝缘体和无序金属。最后，我们利用低温展开证明了在一般二分晶格上，在特征 $U$ 值处存在非零 $DOS$。