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反映Mott与Kondo绝缘体自旋电荷分离的能带结构温度驱动变化

强关联电子 2023-11-10 v2 统计力学 超导电性

摘要

即使没有相变,Mott和Kondo绝缘体中的电子能带结构也会随温度变化。在此,为阐明其潜在机制,我们研究了非零温度下的谱函数。通过考虑选择定则,表明Mott和Kondo绝缘体的自旋激发态(其激发能低于电荷能隙)在非零下温度的电子谱函数中显现,呈现出相对于能带边缘的动量偏移磁色散关系,如同零温下掺杂驱动的Mott转变情形。基于此特征,我们利用结合低温Lanczos方法的团簇微扰理论,解释了一维、二维及梯状Hubbard模型和半填充一维周期Anderson模型在温度驱动能带结构变化方面的数值结果。该特征也解释了为何能带结构可在远高于温度的能量区间内随温度变化,以及为何谱权重会出现在能隙内(激发能低于从基态出发的最低电子激发能)的能量区间。此外,若自旋激发的带宽与能隙相当,随温度升高,涌现的电子模式可跨越费米能级并获得谱权重,从而导致绝缘体-金属交叉。这些特征主要由自旋激发态引起,其在零温电子测量中透明不可见,这与传统观点(认为对电子添加/移除态的热效应及静态自旋关联主要影响能带结构)相反。这一创新视角提供了不同于传统非零温度电子态观点的理解。

关键词

引用

@article{arxiv.2309.05984,
  title  = {Temperature-driven change in band structure reflecting spin-charge separation of Mott and Kondo insulators},
  author = {Masanori Kohno},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2309.05984},
  year   = {2023}
}

备注

19 pages, 9 figures, 3 tables