方格子Hubbard模型的相图：团簇奴隶自旋研究

我们采用团簇奴隶自旋方法，以掺杂量$\delta$和耦合强度$U$为参数，系统研究了方格子Hubbard模型的基态性质。除反铁磁能隙$\Delta_{\text{AFM}}$行为所反映的跨境外，该性质也可在团簇奴隶自旋哈密顿量的能量学中观察到——小$U$下的反铁磁性源于势能增益，而强耦合极限下则由动能增益驱动，这与团簇动力学平均场理论计算和量子蒙特卡洛模拟的结果一致。我们发现反铁磁态中跨接的相互作用$U_{c}$几乎不随掺杂改变，且小于半满顺磁态中一级金属-绝缘体Mott相变的临界耦合强度$U_{\text{Mott}}$。在半满时，我们在小$U$极限建立了交错磁化强度$M$与$\Delta_{\text{AFM}}$的关系以否定Hartree-Fock理论，并证实了顺磁态中的一级Mott相变，其特征是$U_{\text{Mott}}=10t$处的不连续和滞回。最后，给出了$U$-$\delta$平面上的整体相图，由四个区域组成：反铁磁绝缘体、压缩率$\kappa>0$或$\kappa<0$的反铁磁金属、顺磁金属，以及三个相变：（i）从反铁磁金属到顺磁金属，（ii）正、负$\kappa$反铁磁金属相之间，（iii）反铁磁绝缘相与反铁磁金属相分离。