从二次带触点产生的相互作用诱导的奇异性 Dirac 半导体：受约束路径量子蒙特卡罗研究
强关联电子
2025-07-22 v1
摘要
具有二次带触点的数字系统在二维和三维材料中常见，例如 Bernal 堆叠双层石墨烯、卡格子金属、HgTe 和 Pyrochlore 离子化物中，因相互作用在塑造其电子性质方面引起了广泛关注。然而，即使在二维棋盘格晶格上自旋无费米子的最简单模型中，关于最近邻相互作用下量子相图也存在争议。我们采用受约束路径量子蒙特卡罗模拟（CP-QMC）来进行研究，使用二维环面几何。我们通过与密度矩阵重正规化群计算进行交叉验证，发现定量一致。特别是，我们在 CP-QMC 模拟中实现了改进的优化方案，使我们能够识别出在圆柱几何中发现的键奇异性 Dirac 半导体相，这一相在哈特里-福特均场方法中无法获得。CP-QMC 方法使得我们能够在保持晶格旋转对称性并允许外推至热力学极限的几何中确立该相的出现。我们的结果表明，独立费米子在棋盘格晶格上的最近邻相互作用下半填充处的量子相图包含三个相互作用诱导的相：在弱耦合下为量子异常霍尔绝缘体，在中等耦合下为键奇异性 Dirac 半导体，在强耦合下为位点奇异性绝缘体。
引用
@article{arxiv.2507.15668,
title = {Interaction-induced nematic Dirac semimetal from quadratic band touching: A constrained-path quantum Monte Carlo study},
author = {Zi Hong Liu and Hongyu Lu and Zi Yang Meng and Lukas Janssen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.15668},
year = {2025}
}
备注
12 pages, 13 figures