有限温度下Kane-Mele-Hubbard模型中的自旋霍尔电导

已知Kane-Mele模型在零温下展现量子化自旋霍尔电导。在每个格点引入Hubbard相互作用后，在足够强的相互作用强度下会导致到XY反铁磁体的量子相变。此处，我们使用两粒子自洽方法（TPSC）——我们将其推广以包含自旋轨道耦合——来研究半填充有限温度下的Kane-Mele-Hubbard模型。TPSC是一种弱到中等耦合方法，能够从自旋与电荷涨落计算出频率和动量依赖的自能。我们给出了不同温度、自旋轨道耦合和Hubbard相互作用下反铁磁自旋涨落的自旋霍尔电导与关联长度结果。顶点修正（此处为Maki-Thompson贡献的类似物）展现出强烈的动量依赖性，并在相变附近所有温度下给出很大贡献。为在零温极限下观察到相互作用系统自旋霍尔电导的量子化，必须包含它们。在有限温度下，增大Hubbard相互作用会导致自旋霍尔电导下降。该下降可由电子在反铁磁自旋涨落上的散射引起的能隙重整化来解释。