二维 Fermi-Hubbard 模型中空间电荷与自旋关联的观测
量子气体
2016-12-01 v1 强关联电子
摘要
强电子关联是巨磁阻和高温超导等变革性现象的根源。即使在接近室温下，掺杂铜氧化物材料也表现出显著的特征，如赝能隙和具有异常输运性质的“奇异金属”相。人们认为这一物理本质可以被晶格上排斥相互作用的巡游费米子的 Fermi-Hubbard 模型所捕捉。在此，我们报告了利用超冷原子实现的二维（2D）Fermi-Hubbard 模型中电荷与自旋关联的格位分辨观测。反铁磁自旋关联在半填充时达到最大，并在掺杂后单调减弱。在大掺杂下，单电荷格位之间的关联呈负相关，揭示了 Pauli 关联空穴——即在彼此附近发现两个费米子的概率受到抑制。然而，当掺杂降低到某一临界值以下时，此类局部磁矩之间的关联变为正相关，表明双占据态和空穴的强烈聚集。计算结果与数值团簇展开（NLCE）和行列式量子蒙特卡罗（DQMC）计算取得了极好的一致性。正的非局域磁矩关联直接意味着由双占据态-空穴对引起的势能涨落，这应该在 Fermi-Hubbard 模型的输运中扮演重要角色。
引用
@article{arxiv.1606.04089,
title = {Observation of Spatial Charge and Spin Correlations in the 2D Fermi-Hubbard Model},
author = {Lawrence W. Cheuk and Matthew A. Nichols and Katherine R. Lawrence and Melih Okan and Hao Zhang and Ehsan Khatami and Nandini Trivedi and Thereza Paiva and Marcos Rigol and Martin W. Zwierlein},
journal= {arXiv preprint arXiv:1606.04089},
year = {2016}
}