論文の概要: Doping a frustrated Fermi-Hubbard magnet

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.13983v1
• Date: Wed, 28 Dec 2022 18:01:40 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-09 03:48:16.448412
• Title: Doping a frustrated Fermi-Hubbard magnet
• Title（参考訳）: フラストレーションのあるフェルミハバード磁石のドーピング
• Authors: Muqing Xu, Lev Haldar Kendrick, Anant Kale, Youqi Gang, Geoffrey Ji, Richard T. Scalettar, Martin Lebrat and Markus Greiner
• Abstract要約: 正方形から三角形の形状に連続的に調整可能な異方性光学格子における超低温フェルミオンを用いて、制御可能なフラストレーションとドーピングを持つハバードモデルの局所スピンオーダーを探索する。 半充填状態では、磁気相関は、三角形の幾何学に近くドーピングする粒子と穴の間の顕著な非対称性を示し、20ドル以上の粒子ドーピングにおける強磁性秩序への遷移を示唆する。 この研究は、三角格子におけるカイラル秩序あるいは超伝導相の探索への道を開き、銅酸化物材料における超伝導を記述するのに不可欠なt-tprimeの正方形格子ハバードモデルを実現する。
• 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: Geometrical frustration in strongly correlated systems can give rise to a plethora of novel ordered states and intriguing magnetic phases such as quantum spin liquids. Promising candidate materials for such phases can be described by the Hubbard model on an anisotropic triangular lattice, a paradigmatic model capturing the interplay between strong correlations and magnetic frustration. However, the fate of frustrated magnetism in the presence of itinerant dopants remains unclear, as well as its connection to the doped phases of the square Hubbard model. Here, we probe the local spin order of a Hubbard model with controllable frustration and doping, using ultracold fermions in anisotropic optical lattices continuously tunable from a square to a triangular geometry. At half-filling and strong interactions $U/t \sim 9$, we observe at the single-site level how frustration reduces the range of magnetic correlations and drives a transition from a collinear N\'eel antiferromagnet to a short-range correlated 120$^{\circ}$ spiral phase. Away from half-filling, magnetic correlations show a pronounced asymmetry between particle and hole doping close to triangular geometries and hint at a transition to ferromagnetic order at a particle doping above $20\%$. This work paves the way towards exploring possible chiral ordered or superconducting phases in triangular lattices, and realizing t-tprime square lattice Hubbard models that may be essential to describe superconductivity in cuprate materials.
• Abstract（参考訳）: 強相関系における幾何学的フラストレーションは、多くの新しい秩序状態や量子スピン液体のような興味深い磁気相を引き起こす。 このような相の有望な候補物質は、強相関と磁気フラストレーションの間の相互作用を捉えるパラダイムモデルである異方性三角形格子上のハバードモデルによって説明することができる。 しかし、正方形ハバード模型のドープ相との関係と同様に、単調なドーパントの存在下でのフラストレーションした磁性の運命は未だ不明である。 ここでは, 極低温フェルミオンを用いたハバードモデルの局所スピンオーダーを, 正方形から三角形に連続的に調整可能な異方性光学格子において探索する。 半充填で強い相互作用である$U/t \sim 9$では、フラストレーションが磁気相関の範囲を減らし、コリニアN'eel反強磁性体から短距離相関120$^{\circ}$スパイラル相へ遷移する様子を単一サイトレベルで観察する。 半充填から離れて、磁気相関は、三角形のジオメトリに近い粒子と穴の非対称性を示し、20\%$以上の粒子のドーピングで強磁性秩序への遷移を示唆する。 この研究は三角格子におけるキラル秩序あるいは超伝導相の探索の道を開き、銅酸化物材料の超伝導を記述するのに不可欠なt-tprime square lattice hubbardモデルを実現する。

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