相互作用量子自旋霍尔模型的磁有序现象
强关联电子
2012-10-30 v2
摘要
定义在展现量子自旋霍尔效应的拓扑能带结构上的二维哈伯德模型，在现象学表征和微观分类方面提出了根本性挑战。在半满填充的无限耦合U极限下，由强耦合展开得到的自旋模型哈密顿量根据自旋-轨道耦合项的不同显示出各种形式的磁有序现象。我们研究了具有z轴内禀自旋-轨道耦合的Kane-Mele Hubbard模型及其推广到一般多方向自旋-轨道项（据称可解释单层Na2IrO3的物理场景）的无限U极限。我们发现，前者保持而后者破坏的轴向自旋对称性，对随自旋-轨道耦合强度变化的磁相图有根本性影响。Kane-Mele自旋模型显示出从传统蜂窝状Néel序到XY反铁磁序的连续演化，避免了由增强的自旋-轨道耦合所施加的阻挫；而多方向自旋-轨道项在中等耦合强度下诱导出从公度到非公度的转变，并在无限自旋-轨道耦合极限下产生具有72个位点单胞的复杂螺旋态。根据我们的发现，我们推测在轴向自旋对称性破缺的情况下，在足够大的自旋-轨道耦合和中等U值时，有出现额外相的巨大倾向。
引用
@article{arxiv.1206.3103,
title = {Magnetic ordering phenomena of interacting quantum spin Hall models},
author = {Johannes Reuther and Ronny Thomale and Stephan Rachel},
journal= {arXiv preprint arXiv:1206.3103},
year = {2012}
}
备注
11 pages, 8 figures