非共面自旋密度波作为自旋 - 轨道耦合的特征

在半填充附近且强相互作用极限下，Hubbard 模型导出一个自旋哈密顿量。在其原始各向同性形式中，这是具有反铁磁耦合 $J$ 的 Heisenberg 模型。在正方晶格上不存在阻挫，基态是经典反铁磁体，由共面序矢量 ${\bf Q}=(\pi,\pi)$ 标记。在本工作中，我们表明，在正方晶格上的费米子 Hubbard 模型中引入自旋 - 轨道耦合（SOC），会在半填充的强相互作用极限下导致非共面自旋密度波（ISDW）。在此极限下，Hubbard 模型导出一个非对角且各向异性的自旋哈密顿量，其经典基态表现出非共面自旋序。我们注意到，无论是否存在自旋 - 轨道耦合，由于嵌套和晶格畸变，系统中都可能出现 ISDW。然而，这些效应通常可以通过实验探针识别。