动能磁性和Nagaoka极化子的最优阵列几何
强关联电子
2026-02-27 v1
摘要
量子点平台已实现在小阵列和非无限相互作用强度下对Nagaoka铁磁性的直接观测。然而，优化产生最大自旋基态的团簇连通性特征及其对磁场的鲁棒性仍未被探索。利用Hubbard哈密顿量的精确对角化，我们发现了动能铁磁性与图论描述之间的关联。代数连通度（λ₂）和Katz中心性（KC）被证明与系统的自旋关联相关。在方阵中，Nagaoka铁磁性的起始点为t_c/U ≃ λ₂²。在最优团簇几何中，大λ₂和低每站点KC波动被发现可以增强t_c/U，扩展Nagaoka铁磁相同时减弱自旋关联云的强度。垂直磁场引入Aharonov-Bohm相位，以及Nagaoka铁磁性被破坏的临界通量。我们进一步发现将通量相位调谐至π会产生表现出反铁磁关联（反Nagaoka态）的基态。我们的结果说明了Nagaoka铁磁性和极化子形成如何可以从阵列的连通性（λ₂和KC）来预测，以及通量的引入如何在系统中导致反直觉的动能铁磁性破坏。
引用
@article{arxiv.2512.16834,
title = {Optimal array geometries for kinetic magnetism and Nagaoka polarons},
author = {N. Hernandez-Cepeda and Sergio E. Ulloa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.16834},
year = {2026}
}