强谷间关联诱导单层 $\text{MoS}_{2}$ 中的磁序转变

本工作中，我们研究了一个包含谷内与谷间电子-电子相互作用的单层二硫化钼模型。我们在自洽平均场层面求解该模型，得到三种解 $L_{0}$、$L_{+}$ 与 $L_{-}$。对于 $L_{0}$，在 $\textbf{K}$ 与 $\textbf{K}^{\prime}$ 谷中的自旋极化相反，总磁化为零。$L_{\pm}$ 描述两种简并的自旋极化态，且 $L_{+}$ 与 $L_{-}$ 态的极化方向相反。基于这些结果，可推知基态为自旋极化畴，其中各畴的具体态可随机由 $L_{+}$ 或 $L_{-}$ 描述。因此，在零外磁场 $\mathbf{B}$ 下诱导出零净磁化，而在非零 $\mathbf{B}$ 下为全局铁磁基态。我们估计畴的尺寸为几纳米。随着化学势增大，基态在 $L_{0}$ 与 $L_{\pm}$ 之间变化，表明在边界处存在一级相变，这与无外磁场时光致发光实验的观察一致 [J. G. Roch $\it{et}$ $\it{al.}$, Phys. Rev. Lett. ${\bf 124}$, 187602 (2020)]。