蜂窝晶格上相互作用无自旋费米子的相图：综合精确对角化研究

我们研究了半填充蜂窝晶格上具有最近邻和次近邻密度-密度相互作用的无自旋费米子的相图。利用完整哈密顿量与约束子空间的精确对角化技术，结合有限尺寸团簇的仔细选择，我们确定了大相互作用下出现的不同电荷有序。在此区域中，我们发现了两子晶格类Néel态、晶胞三倍化的电荷调制态、锯齿相、以及一种具有12格点晶胞的新型电荷有序态（我们称之为Néel畴壁晶体），还有吸引相互作用下的相分离区域。相图的相当大区域是经典简并的，但是否存在order-by-disorder机制解除简并仍不清楚。对于中等排斥作用，我们发现了Kekulé或plaquette键序波相的证据。我们还研究了自发Chern绝缘体相（被称为拓扑Mott绝缘体）的可能性，正如之前若干平均场研究提出的。尽管基于能谱和序参量我们无法探测到该相的令人信服的证据，我们发现与无相互作用情形相比，具有期望空间结构的电流-电流关联增强。对于所研究的$t{-}V_1{-}V_2$模型，到假想拓扑Mott绝缘体的相变被到各种有序相的相变所抢占，我们的发现可能暗示在竞争相被抑制的扩大哈密顿量参数空间中拓扑Mott绝缘体的可能性。