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有机Mott绝缘体中的量子阻挫:从自旋液体到非常规超导体

强关联电子 2011-05-06 v2 超导电性 化学物理 量子物理

摘要

我们回顾了准二维有机电荷转移盐(如k-(BEDT-TTF)_2X和Et_nMe_{4-n}Pn[Pd(dmit)2]2)中阻挫与强电子关联的相互作用。这两种力驱动了一系列奇异相,包括自旋液体、价键晶体、赝能隙金属和非常规超导电性。特别令人感兴趣的是,在几种材料中,随着压力的变化,存在从自旋液体Mott绝缘态到超导态的直接转变。对这些材料的实验提出了关于阻挫系统量子行为的许多深刻问题,特别是自旋液体与超导电性之间的密切关联。对这些问题的见解来自广泛的理论技术,包括第一性原理电子结构、量子多体理论和量子场论。在本综述中,我们通过讨论一个包含四个自旋的简单阻挫海森堡模型来介绍该领域的基本概念。然后,我们描述了关键的实验结果,强调对于两种材料k-(BEDT-TTF)_2Cu_2(CN)_3和EtMe_3Sb[Pd(dmit)_2]_2,有强有力的证据表明存在自旋液体基态,而对于EtMe_3P[Pd(dmit)_2]_2,则存在价键固体基态。我们回顾了试图解释这些现象的理论工作,认为这可以通过半填充各向异性三角晶格上的哈伯德模型来捕捉,并且共振价键波函数可以捕捉大部分基本物理。我们回顾了证据表明该模型可以在对相关材料现实的一系列参数下具有自旋液体基态。最后,我们总结了迄今为止取得的进展,并指出了仍有待回答的一些关键问题。

关键词

引用

@article{arxiv.1007.5381,
  title  = {Quantum frustration in organic Mott insulators: from spin liquids to unconventional superconductors},
  author = {B. J. Powell and Ross H. McKenzie},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1007.5381},
  year   = {2011}
}

备注

Major rewrite. New material added and many typos corrected. 67 pages, 41 figures. Thanks to those who commented on the previous version