二维量子反亚金属的基态

我们通过推广Sachdev和Jalabert引入的格点模型和二门性变换，探讨了二维自旋S=1/2反亚金属的基态及量子相变。平方格点反亚金属的“最小模型”是量子非线性 sigma模型的格点离散化，伴随施加对自旋量化的贝里相。我们发现，在完全SU(2)自旋旋转不变性下，弱耦合下存在具有Néel有序的磁各向异性基态；在强耦合下存在具有束缚参数磁基态（例如自旋珀尔斯）和束缚电荷有序。我们研究了这两种状态在中间耦合下如何相互连接的机制。我们将最小模型推广以研究不同路径如何导致基态中的分子化与去束缚，同时也推广其针对单轴各向异性（此时自旋对称群为U(1)）的情况。对于后者系统，分子化可通过在易平面内的错位自旋有序中孤子对的配对来实现；然而，我们认为这一路径在SU(2)自旋对称性恢复后并不能存活。在SU(2)不变系统中，我们研究了另一条与复杂玻色子希尔斯相相关的分子化路径，该相衡量非共线、螺旋自旋关联：我们呈现出磁序、束缚电荷序和分子化之间的竞争的相图，并讨论各种状态之间的量子相变的本质。我们的方法的一个强有力检验来自其应用于一维S=1/2受阻抗反亚金属：在这里，我们的结果与通过玻尔森化以及可积模型求解的结果完全一致。