关联 SU(2N) Dirac 费米子的 Mott 绝缘态及量子相变
量子气体
2016-07-06 v2 强关联电子
摘要
凝聚态物理中，强关联费米子系统尤其是 Dirac 费米子中电荷与自旋自由度之间的相互作用是一个长期存在的问题。我们研究了蜂窝晶格上半填充 SU(2N) Hubbard 模型中的竞争序，该模型可利用大自旋超冷碱土费米子在光晶格中精确实现。采用大规模投影行列式量子蒙特卡洛模拟，我们探索了 SU(4) 和 SU(6) 情形下从无隙 Dirac 半金属到有色隙 Mott 绝缘相的量子相变。发现这两种 Mott 绝缘态均为柱状价键固体（cVBS），且不存在反铁磁 Neel 序和环路电流序。在 cVBS 相内，二聚体序随费米子组元增加而增强，并随相互作用强度增加呈非单调行为。尽管由于 cVBS 序具有的立方不变性，这些相变通常应为一级相变，但与无隙 Dirac 费米子的耦合可通过自由能中的非解析项将相变软化为二级相变。我们的模拟为利用超冷碱土费米子实验探索新奇物质态提供了重要指导。
引用
@article{arxiv.1512.03994,
title = {Mott insulating states and quantum phase transitions of correlated SU(2N) Dirac fermions},
author = {Zhichao Zhou and Da Wang and Zi Yang Meng and Yu Wang and Congjun Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.03994},
year = {2016}
}
备注
20 pages, 26 figures