相互作用驱动的谷间相干性与涌现的 Kekulé 轨道子

我们具体研究了蜂窝晶格中半填充下具有相互作用的无自旋费米子的 $p$-轨道双重态。在 $\pm K$ 谷处具有线性色散的狄拉克费米子主导了无相互作用的低能物理。在弱耦合区域，狄拉克费米子通过均匀轴向轨道有序自发产生质量项而打开能隙，使系统进入具有非零陈数的量子反常霍尔绝缘体相。令人惊讶的是，中等强度的多粒子相互作用通过在三倍 Wigner-Seitz 原胞中发展出复极化轨道有序，产生了 $\pm K$ 谷之间的谷间相干性。该相被证明与 Mott 绝缘相中轨道交换模型所描述的低能物理行为有深层联系。Mott 区域的经典基态流形具有以谷间相干相位为特征的连续对称性。最后，量子涨落通过“无序致有序”机制选择了一个具有涌现 Kekulé 轨道子的唯一基态。我们的发现为在关联多轨道系统中寻找 Kekulé 畸变提供了一个方向性的见解。