具有半满平带的 Kagome 电子系统的量子相

我们研究了在最低平带半满情况下，Kagome 晶格上自旋费米子的量子相图。为了理解磁性、平带阻挫与排斥相互作用之间的竞争，我们采用了扩展 $t$-$J$ 模型，其中考虑了跳跃能 $t$、反铁磁 Heisenberg 相互作用 $J$ 以及短程近邻 Hubbard 相互作用 $V$。在弱 $J$ 区，我们识别出一个完全自旋极化相，该相可进一步支持由短程排斥相互作用驱动的自发 Chern 绝缘相。受对称性限制，非相互作用 Chern 绝缘体消失，而该相仍可伴随面内铁磁性出现。随着 $J$ 逐渐增大，铁磁性被抑制，系统首先变为具有大磁化的部分极化态，随后进入基态磁化消失的非极化相。我们将该非极化相识别为具有向列电荷密度波的绝缘体。最后，我们讨论了本理论发现的潜在实验观测。