变分团簇方法研究近藤晶格模型中的超导与磁性

我们详细研究了二维正方晶格上近藤晶格模型中的反铁磁（AF）相和超导（SC）相及其共存现象，该模型是重费米子材料的典型模型。所呈现的结果主要通过变分团簇近似（VCA）获得，并辅以对配对磁化率运动方程的解析结果。一个特别有趣的方面是在半填充附近可能存在 s 波超导，正如 Bodensiek 等人 [Phys. Rev. Lett. 110, 146406 (2013)] 所报道的。在对系统进行掺杂时，我们确定了三个区域，分别对应于弱耦合下具有小费米面的 AF 金属相、中等耦合下具有不同费米面拓扑结构的 AF 金属相，以及强耦合下具有大费米面的顺磁金属相。研究发现，这两个 AF 相之间的转变在低填充时是不连续的，但在接近半填充时变为连续转变。在寻找 s 波超导的过程中，仅找到了具有平均场特性的解，在 s 波通道中未发现由关联效应引起的真正超导解。相比之下，我们在远离半填充处明确识别出稳健的 d 波配对。然而，我们表明，只有将反铁磁性和超导电性置于同等地位处理，才能避免在半填充时出现人为的超导解。我们的 VCA 结果支持先前由变分蒙特卡罗方法确定的图像，并为未来使用 VCA 以及团簇嵌入方法等进一步方法的研究提供了一个起点。