强关联电子模型中的自旋、轨道与拓扑序

在强关联过渡金属氧化物的背景下讨论了不同类型的序，涉及纯化合物以及$3d^{3}-4d^{4}$和$3d^{2}-4d^{4}$杂化体系。除标准的长程自旋与轨道序外，我们还观察到奇异的非共线自旋模式。此类模式可在原子自旋轨道耦合存在时出现（这是典型情形），或在其缺席时由于键上的自旋轨道纠缠而出现，后者远为不平凡。在一个特殊的交互一维自旋轨道模型中，还可能在无能隙相中找到严格的拓扑磁序，其超越任何拓扑物质态分类表。这是强关联拓扑态的一个奇异例子。最后，在$4d^{4}$氧化物关联较弱的极限下，当轨道选择性Mott局域化发生时，可通过$3d^{3}$掺杂稳定一维之字形反铁磁相。此类相表现出非对称空间对称性，可导致各种拓扑现象，如单Dirac点和多Dirac点，其可转变为节环或多个保护单Dirac点的拓扑电荷。最后，通过构建涉及轨道配对项的一维$3d^{2}-4d^{4}$杂化体系，可获得绝缘自旋轨道模型，其中费米化后的轨道部分映射为非均匀Kitaev模型。证明该模型在广泛参数范围内具有拓扑相，即使在完全无序的$3d^{2}$杂质情形下亦如此。此外，它表现出拓扑相中类洛伦兹的隐藏对称性，存在于模型的参数空间中。