論文の概要: Enhanced superconductivity and various edge modes in modulated $t$-$J$
chains
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.13718v1
- Date: Fri, 26 Nov 2021 19:00:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-06 19:22:19.706665
- Title: Enhanced superconductivity and various edge modes in modulated $t$-$J$
chains
- Title（参考訳）: 変調された$t$-$J$鎖の超伝導と様々なエッジモード
- Authors: Yong-Feng Yang, Jing Chen, Chen Cheng, Hong-Gang Luo
- Abstract要約: 一次元の周期的局所変調を持つ拡張された$t$-$J$ハミルトニアンの基底状態について数値的に調べる。
我々は, 金属状態, 超伝導状態, 相分離および複合充填時の絶縁状態からなる豊富な基底状態相図を得る。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.0413288393037305
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We numerically investigate the ground state of the extended $t$-$J$
Hamiltonian with periodic local modulations in one dimension by using the
density-matrix renormalization group method. Examining charge and spin
excitation gaps, as well as the pair binding energy, with extrapolated results
to the thermodynamic limit, we obtain a rich ground-state phase diagram
consisting of the metallic state, the superconducting state, the phase
separation, and insulating states at commensurate fillings. Compared to the
homogeneous 1D $t$-$J$ model, the superconductivity is greatly enhanced and
stabilized by the flat-band structure. This superconducting state in
quasi-periodic chains shares similar properties with ladder systems:
significant negative pair binding energy occurs, and the singlet pairing
correlation function dominates with the algebraic decay while the
single-particle Green's function and spin correlation function decay
exponentially. On the other hand, quasi-periodicity leads to nontrivial
topological nature in insulating states, characterized by different integer
Chern numbers at different fillings. Due to the interplay among the topology,
the interaction, and the 1D confinement, gapless edge modes show strong
spin-charge separation and in different regions can relate to different
collective modes, which are the charge of a single fermion, the magnon, and the
singlet-pair. We also find two interaction driven topological transitions: i)
at particle filling $\rho=1/2$, the low-energy edge excitations change from the
magnon to singlet-pair, accompanied with pair formation in bulk; and ii) at
$\rho=3/4$, while the gapless edge mode remains the charge of a single fermion,
there is a gap-closing point and a $\pi$-phase shift in the quasi-particle
spectrum.
- Abstract（参考訳）: 密度行列再正規化群法を用いて1次元の周期的局所変調を持つ拡張された$t$-$J$ハミルトニアンの基礎状態を数値解析する。
電荷およびスピン励起ギャップおよび対結合エネルギーを熱力学的限界に補間し, 金属状態, 超伝導状態, 相分離, およびコンデンサー充填時の絶縁状態からなる豊富な基底状態相図を得る。
均一な1D$t$-$J$モデルと比較すると、超伝導はフラットバンド構造によって大幅に強化され安定化される。
この準周期鎖の超伝導状態は、ラダー系と同様の性質を持つ: 負の対結合エネルギーが起こり、一重対相関関数は代数的崩壊に支配され、一方単粒子グリーン関数とスピン相関関数は指数関数的に崩壊する。
一方、準周期性は絶縁状態における非自明な位相性をもたらし、異なる充填における異なる整数チャーン数によって特徴づけられる。
トポロジー、相互作用、および1次元閉じ込めの間の相互作用により、ギャップのないエッジモードは強いスピン電荷分離を示し、異なる領域において、単一のフェルミオン、マグノン、シングルトペアの電荷である異なる集団モードと関連付けられる。
相互作用駆動型位相遷移も2つあります
i) 粒子充填量$\rho=1/2$ では、低エネルギーのエッジ励起はマグノンから一重項対に変化し、バルクのペア形成を伴う。
i)$\rho=3/4$で、ギャップレスエッジモードは単一フェルミオンの電荷のままであるが、準粒子スペクトルのギャップ閉鎖点と$\pi$-phaseシフトが存在する。
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