論文の概要: Parton theory of ARPES spectra in anti-ferromagnetic Mott insulators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.05509v1
• Date: Wed, 15 Jan 2020 19:00:08 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-11 07:32:33.416299
• Title: Parton theory of ARPES spectra in anti-ferromagnetic Mott insulators
• Title（参考訳）: 反強磁性モット絶縁体におけるARPESスペクトルのパート理論
• Authors: Annabelle Bohrdt, Eugene Demler, Frank Pollmann, Michael Knap, Fabian Grusdt
• Abstract要約: 本研究では, 1 つの移動孔の ARPES スペクトルを$t-J$ モデルで検討する。 インフンドープ親AFMにおける1対1のスペクトル関数と構成スピノンのスペクトルの1対1の関係を推測した。 我々の予想は、カップレートの擬ギャップ位相におけるARPES測定は、構成するスピノンのディラックフェルミオンの性質を直接明らかにすることができることを示唆している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES) has revealed peculiar properties of mobile dopants in correlated anti-ferromagnets (AFMs). But describing them theoretically, even in simplified toy models, remains a challenge. Here we study ARPES spectra of a single mobile hole in the $t-J$ model. Recent progress in the microscopic description of mobile dopants allows us to use a geometric decoupling of spin and charge fluctuations at strong couplings, from which we conjecture a one-to-one relation of the one-dopant spectral function and the spectrum of a constituting spinon in the \emph{undoped} parent AFM. We thoroughly test this hypothesis for a single hole doped into a 2D Heisenberg AFM by comparing our semi-analytical predictions to previous quantum Monte Carlo results and our large-scale time-dependent matrix product state (td-MPS) calculations of the spectral function. Our conclusion is supported by a microscopic trial wavefuntion describing spinon-chargon bound states, which captures the momentum and $t/J$ dependence of the quasiparticle residue. Our conjecture suggests that ARPES measurements in the pseudogap phase of cuprates can directly reveal the Dirac-fermion nature of the constituting spinons. Specifically, we demonstrate that our trial wavefunction provides a microscopic explanation for the sudden drop of spectral weight around the nodal point associated with the formation of Fermi arcs, assuming that additional frustration suppresses long-range AFM ordering. We benchmark our results by studying the cross-over from two to one dimension, where spinons and chargons are confined and deconfined respectively.
• Abstract（参考訳）: 角度分解光電子分光法 (ARPES) により, 相関反強磁性体 (AFMs) における移動体ドーパントの特異な性質が明らかになった。 しかし、理論上は、シンプルなおもちゃのモデルでも、その説明は難しいままだ。 本稿では, 1つのモバイルホールの ARPES スペクトルを$t-J$ モデルで検討する。 近年の移動体ドーパントの微視的記述の進歩により、強い結合におけるスピンと電荷のゆらぎの幾何学的分離が実現され、そこから1対1のスペクトル関数とemph{undoped}親AFMを構成するスピノンのスペクトルとの1対1の関係が推測される。 我々はこの仮説を2次元ハイゼンベルクafmにドープした単一ホールに対して、これまでの量子モンテカルロ計算結果と、スペクトル関数の大規模時間依存行列積状態(td-mps)計算を比較して徹底的に検証した。 我々の結論は、準粒子残基の運動量と$t/J$依存を捕捉するスピノン-カルゴン結合状態を記述する顕微鏡実験によって支持される。 我々の予想は、カップレートの擬ギャップ位相におけるARPES測定は、構成するスピノンのディラックフェルミオンの性質を直接明らかにすることができることを示唆している。 特に,我々の実験波動関数は,Fermi弧の形成に伴う結節点付近のスペクトルの突然の減少を顕微鏡的に説明し,さらなるフラストレーションが長距離AFMの秩序を抑制することを仮定する。 2次元から1次元までのクロスオーバーについて、スピノンとチャーゴンがそれぞれ閉じ込められ、分解される様子を調べた。

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