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反铁磁 Mott 绝缘体中 ARPES 谱的 parton 理论

强关联电子 2020-07-29 v1 量子气体 量子物理

摘要

角分辨光电子能谱(ARPES)揭示了关联反铁磁体(AFM)中可动掺杂子的奇特性质。但即便在简化玩具模型中从理论上描述它们仍具挑战。此处我们研究 tJt-J 模型中单个可动空穴的 ARPES 谱。可动掺杂物微观描述的最新进展使我们能在强耦合下对自旋与电荷涨落作几何解耦,并由此猜想单掺杂物谱函数与未掺杂母相 AFM 中组成自旋子谱的一一对应关系。我们通过将半解析预言与先前量子蒙特卡洛结果及我们对谱函数的大规模含时矩阵乘积态(td-MPS)计算比较,在二维海森堡 AFM 中掺入单空穴的情形下充分检验该假设。描述自旋子-电荷子束缚态的微观试探波函数支持我们的结论,其抓住了准粒子剩余量的动量与 t/Jt/J 依赖。我们的猜想表明,铜氧化物赝能隙相中的 ARPES 测量可直接揭示组成自旋子的狄拉克费米子本质。具体而言,我们证明在假设额外阻挫抑制长程 AFM 序时,我们的试探波函数对 nodal 点附近与费米弧形成相关的谱权重突降提供了微观解释。我们通过研究从二维到一维的交叉来基准测试我们的结果,其中自旋子与电荷子分别被禁闭与去禁闭。

关键词

引用

@article{arxiv.2001.05509,
  title  = {Parton theory of ARPES spectra in anti-ferromagnetic Mott insulators},
  author = {Annabelle Bohrdt and Eugene Demler and Frank Pollmann and Michael Knap and Fabian Grusdt},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2001.05509},
  year   = {2020}
}

备注

14+6 pages, 8+8 figures