一维光掺杂 Mott 绝缘体中的自旋、电荷与 η-自旋分离

我们表明，由扩展 Hubbard 模型描述的一维光掺杂 Mott 绝缘体中的有效冷亚稳态表现出自旋、电荷与 $\eta$-自旋分离。即，其在大的在位库仑相互作用极限下的波函数可表示为 $|\Psi\rangle =|\Psi_{\rm charge}\rangle|\Psi_{\rm spin}\rangle |\Psi_{\rm \eta-spin}\rangle$，这类似于平衡态下掺杂 Hubbard 模型的 Ogata-Shiba 态。此处 $\eta$-自旋表示光生赝粒子（双占据子或空穴子）的类型。$|\Psi_{\rm charge}\rangle$ 由无自旋自由费米子决定，$|\Psi_{\rm spin}\rangle$ 由压缩自旋空间中的各向同性海森堡模型决定，而 $|\Psi_{\rm \eta-spin}\rangle$ 由压缩 $\eta$-自旋空间中的 XXZ 模型决定。特别地，亚稳态 $\eta$-配对态与电荷密度波（CDW）态分别对应于 XXZ 模型的无能隙与有能隙态。波函数的具体形式使我们能准确确定关联函数的指数。该形式还表明 $\eta$-配对态的中心电荷为 3，CDW 相的中心电荷为 2，我们对此进行了数值确认。我们的研究为光掺杂强关联系统中活跃自由度之间的关联提供了解析且直观的见解。