自旋液体

自旋液体态
一种具有自旋旋转对称性、每个单位晶胞有奇数个电子的绝缘体(一般具有奇数个电子是金属)
特性:

  1. 自旋液体激发态总是带有分数量子数的,甚至是分数统计
  2. 不同的自旋液体不能有其对称性加以区分
  3. 有能隙自旋液体的基态总具有与任何对称性都无关的拓扑简并性
  4. 自旋液体总含有某种类型的规范涨落
    具有很强的量子涨落从而抑制局域磁矩的形成,从定义上讲,量子自旋液体基态没有破坏任何对称性。
    如果量子自旋液体具有有限能隙,所有元激发都有有限能隙,那么这样的自旋液体可能具有一种新的universal property,叫做拓扑序,如果这个系统存在基态简并,而且基态简并度对于任何局域的微扰都稳定的话,可以认为有拓扑序

PSG:
投影对称群是对称群的一个扩张,可以对所有平均场相分类,只有当相应的平均场态稳定时,投影对称群才能刻画物理自旋液体态中的量子序。
一个PSG变换可以写为一个对称变换 U U 和一个规范变换GU G U 的组合
uij u i j PSG变换下的不变性可以表示为:
GUU(uij)=uij,U(uij)uU(i),U(j),GU(uij)GU(i)uijG+U(j),GUSU(2) G U U ( u i j ) = u i j , U ( u i j ) ≡ u U ( i ) , U ( j ) , G U ( u i j ) ≡ G U ( i ) u i j G U + ( j ) , G U ∈ S U ( 2 )
在具有嵌套费米面的系统中,相互排斥作用会引起SDW不稳定性,相互吸引作用会引起CDW不稳定性

χRPA+c(q)=χ(0)c(q)1+Uχ(0)c(q)χRPA+s(q)=χ(0)s(q)1Uχ(0)s(q) χ c R P A + ( q ) = χ c ( 0 ) ( q ) 1 + U χ c ( 0 ) ( q ) χ s R P A + ( q ) = χ s ( 0 ) ( q ) 1 − U χ s ( 0 ) ( q )

规范理论
规范理论是一种用几中标记标记相同量子态的理论
规范对称性并不是一种对称性,因此永远也不会被破坏。
两个规范不变的构型标记相同的量子态。
将所有规范等价构型放在一起组成一类,称为规范等价类,希尔伯特空间中的态与规范等价类具有一对一的关系。
拓扑能带绝缘体
体能带和传统能带绝缘体一样也具有有限能隙,但是区别于传统的能带绝缘体,它的体带具有非平庸的拓扑性质,对应的其边界上存在无能隙的具有传导性质的边缘态。普通绝缘体边缘态是拓扑平庸的,始于导带也终于同一个导带,而且对于外界扰动不稳定,但拓扑绝缘体边缘态连接导带和价带,对于外界扰动稳定,是拓扑非平庸的。
自旋液体_第1张图片
拓扑Mott绝缘体
传统的Mott绝缘体往往伴随着对称性的自发破缺可由某种序参量来描写,例如铁磁序。但是有些Mott绝缘体没有发生对称性破缺而且不能用常规的序参量来刻画,例如量子自旋液体

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