論文の概要: DMRG study of strongly interacting $\mathbb{Z}_2$ flatbands: a toy model
inspired by twisted bilayer graphene
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.10363v3
- Date: Tue, 27 Oct 2020 01:54:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-22 11:14:06.318373
- Title: DMRG study of strongly interacting $\mathbb{Z}_2$ flatbands: a toy model
inspired by twisted bilayer graphene
- Title(参考訳): DMRGによる強い相互作用を持つ$\mathbb{Z}_2$フラットバンドの研究 : ねじれた二層グラフェンにインスパイアされた玩具モデル
- Authors: P. Myles Eugenio and Ceren B. Da\u{g}
- Abstract要約: 我々は、反対(または同様の)位相量子数のバンドを占有する電子間の強い相互作用を研究する。
ハーフフィリングで2つのシナリオの基底状態を決定する。
相互作用をオンにすると、システムは自発的に時間反転対称性を破る。
- 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: Strong interactions between electrons occupying bands of opposite (or like)
topological quantum numbers (Chern$=\pm1$), and with flat dispersion, are
studied by using lowest Landau level (LLL) wavefunctions. More precisely, we
determine the ground states for two scenarios at half-filling: (i) LLL's with
opposite sign of magnetic field, and therefore opposite Chern number; and (ii)
LLL's with the same magnetic field. In the first scenario -- which we argue to
be a toy model inspired by the chirally symmetric continuum model for twisted
bilayer graphene -- the opposite Chern LLL's are Kramer pairs, and thus there
exists time-reversal symmetry ($\mathbb{Z}_2$). Turning on repulsive
interactions drives the system to spontaneously break time-reversal symmetry --
a quantum anomalous Hall state described by one particle per LLL orbital,
either all positive Chern $|++\cdots+>$ or all negative $|--\cdots->$. If
instead, interactions are taken between electrons of like-Chern number, the
ground state is an $SU(2)$ ferromagnet, with total spin pointing along an
arbitrary direction, as with the $\nu=1$ spin-$\frac{1}{2}$ quantum Hall
ferromagnet. The ground states and some of their excitations for both of these
scenarios are argued analytically, and further complimented by density matrix
renormalization group (DMRG) and exact diagonalization.
- Abstract(参考訳): 逆(または等)の位相量子数のバンドを占める電子(Chern$=\pm1$)と平坦な分散を持つ電子間の強い相互作用は、最低ランダウレベル(LLL)波動関数を用いて研究される。
より正確には、ハーフフィリングで2つのシナリオの基底状態を決定する。
(i)磁場の反対の符号を持つLLL、従ってチャーン数と反対の符号
(ii)同じ磁場を持つLLL。
ツイスト二層グラフェンのキラル対称連続体モデルに触発されたトイモデルであると主張する最初のシナリオでは、反対のチャーンlllはクラマー対であり、したがって時間反転対称性(英語版)(\mathbb{z}_2$)が存在する。
反発的な相互作用をオンにすることで、系は自発的に時間反転対称性(lll軌道あたりの1つの粒子によって記述される量子異常ホール状態)を破ることができる。
代わりに、同様のチャーン数の電子間の相互作用が取られる場合、基底状態は$su(2)$ ferromagnetであり、全スピンは任意の方向を向いており、例えば$\nu=1$ spin-$\frac{1}{2}$ quantum hall ferromagnetである。
これらのシナリオの基底状態とそれらの励起は解析的に議論され、密度行列再正規化群(DMRG)と正確な対角化によってさらに補完される。
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