Gutzwiller 波函数的 Mott 转变与电子激发

Mott 转变通常被认为源于费米液体理论中准粒子有效质量的发散；费米能级附近的色散关系被认为在趋近 Mott 转变时变平。在此，为在假定费米液体类基态的前提下阐明 Mott 转变的特征，采用蒙特卡洛方法，在单模近似下研究了一维链、梯型、平方晶格与双层平方晶格上 $t$-$J$ 模型中 Gutzwiller 波函数的电子添加激发。数值结果表明，一个在零电子密度下由非相互作用能带连续形变而来的电子模式，在趋近 Mott 转变时失去其谱权重并逐渐消失。即使在基态被假定为展现准粒子权重逐渐消失的费米液体类态时，它在小掺杂极限下也基本呈现如近期 Hubbard 与 $t$-$J$ 模型研究所指示的、由费米动量平移所得的磁色散关系。这意味着，Mott 转变与其被理解为常规单粒子图像所预期的有效质量发散或载流子密度消失，不如被更好地理解成：即便基态类似费米液体，电荷自由度冻结而自旋自由度保持活跃。