电荷中性石墨烯在量子霍尔区中考虑一般相互作用的全局相图

在量子化磁场中电荷中性的单层石墨烯是一种量子霍尔铁磁体。由于自旋和谷（近）简并，存在大量可能的基态。先前的理论工作基于对称性允许相互作用的严格超短程假设，预测了一个具有自旋极化、倾斜反铁磁、谷间相干和电荷密度波序的不同区域的相图。虽然早期实验表明系统在垂直场下处于倾斜反铁磁相，但最近的扫描隧穿研究普遍发现Kekulé键序，有时还有电荷密度波序。最近发现，如果放宽上述严格假设，则在被认为对应于真实样品的相图区域中存在倾斜反铁磁与Kekulé序共存的相。在这项工作中，从适用于实验的连续极限出发，我们在Hartree-Fock近似下，使用一般对称性允许相互作用，假设平移不变基态至多存在谷间相干，给出了$\nu=0$石墨烯的完整相图。允许子晶格势（谷塞曼耦合）存在时，我们发现了具有不同类型共存序的众多相。最后我们讨论了各种态的物理特征。