弱耦合石墨烯中的磁催化与量子霍尔铁磁性
高能物理 - 理论
2011-09-09 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
我们研究了在石墨烯模型中实现的一种现象：在外磁场中，规范场介导的相互作用倾向于自发破缺手征对称性的趋势被极大增强。我们证明，在弱耦合极限下，且当电子-电子相互作用满足某些温和条件时，外磁场中电荷中性石墨烯的基态是一种量子霍尔铁磁体，它会自发地将涌现的U(4)对称性破缺为U(2)XU(2)。我们论证，由于残余的CP对称性，量子霍尔铁磁序参量精确地由微扰论中的领头阶给出。另一方面，作为手征对称性破缺序参量的手征凝聚一般会获得所有阶的贡献。我们计算了手征凝聚的领头阶修正。我们论证，由此产生的费米子谱类似于具有消失的U(4)值化学势的大质量费米子谱。我们讨论了宇称和电荷共轭对称性的实现，并论证，在我们的模型背景下，石墨烯中的电荷中性量子霍尔态是一种体绝缘体，其纵向电导率因电荷能隙而消失，霍尔电导率则因残余的离散粒子-空穴对称性而消失。
引用
@article{arxiv.1104.4714,
title = {Magnetic Catalysis and Quantum Hall Ferromagnetism in Weakly Coupled Graphene},
author = {Gordon W. Semenoff and Fei Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:1104.4714},
year = {2011}
}
备注
35 pages