Chern磁性体自旋极子的微观理论

我们构建了SU(2) Chern磁性体中带电激发态的微观理论，获得了束缚任意数量自旋翻转的电-$e$自旋极子态的闭式波函数。在理想的Chern-$1$带中，标准化序后的接触相互作用下，我们证明这些极子是哈姆顿量的exact本征态，其能量与单个空穴激发态相同。远离该理想极限时，我们通过引入单个尺度参数和几何感知的单粒子 dress 项将这些态提升为variational族。我们的动量空间波函数具有两种等价表述：以Weierstrass函数的相对动量比值为形式的Jastrow因子之比，或以反对称的geminal product形式的粒子-空穴波函数。后者使大系统规模和大量自旋翻转的重叠及期望值评估高效。基准测试在最低 Landau 级中进行，单自旋翻转ansatz实现$\gtrsim 99\%$的exact对角化重叠，准确捕捉束缚能，同时多自旋翻转能量在大纹理(天体)极限处平滑插值。对于具有可调量子几何的Chern带，我们发现相互作用产生的单粒子色散会在量子几何变得足够非均匀时迅速瓦解自旋极子。然而，当该色散被抑制时，束缚态可在更非均匀的极限中持续存在，束缚能逐渐减小，束缚态变大，随着量子几何变得更集中。我们的结果为分析在莫耳平台上doped Chern磁性体提供了微观基础，为多极子激发态和相位的variational波函数奠定了基础。