論文の概要: Localizing Transitions via Interaction-Induced Flat Bands

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.16440v1
• Date: Thu, 31 Aug 2023 04:04:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-01 17:50:50.374279
• Title: Localizing Transitions via Interaction-Induced Flat Bands
• Title（参考訳）: 相互作用誘起フラットバンドによる局在遷移
• Authors: Alireza Parhizkar, Victor Galitski
• Abstract要約: 強相関電子系における相互作用誘起バンド平坦化の理論を示す。 具体的には、外周周期磁場中のディラック粒子をこの形で鋳造できることを実証する。 フィールド構成を整形するハバード・ストラットノビッチ構成が存在することを示し、バンド平坦化を誘導する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: This paper presents a theory of interaction-induced band-flattening in strongly correlated electron systems. We begin by illustrating an inherent connection between flat bands and index theorems, and presenting a generic prescription for constructing flat bands by periodically repeating local Hamiltonians with topological zero modes. Specifically, we demonstrate that a Dirac particle in an external, spatially periodic magnetic field can be cast in this form. We derive a condition on the field to produce perfectly flat bands and provide an exact analytical solution for the flat band wave functions. Furthermore, we explore an interacting model of Dirac fermions in a spatially inhomogeneous field. We show that certain Hubbard-Stratonovich configurations exist that ``rectify'' the field configuration, inducing band flattening. We present an explicit model where this localization scenario is energetically favorable -- specifically in Dirac systems with nearly flat bands, where the energy cost of rectifying textures is quadratic in the order parameter, whereas the energy gain from flattening is linear. In conclusion, we discuss alternative symmetry-breaking channels, especially superconductivity, and propose that these interaction-induced band-flattening scenarios represent a generic non-perturbative mechanism for spontaneous symmetry breaking, pertinent to many strongly-correlated electron systems.
• Abstract（参考訳）: 本稿では、強相関電子系における相互作用誘起バンドフラット化の理論を提案する。 まず、フラットバンドとインデックス定理の間に固有の関係を示し、局所ハミルトニアンの位相的ゼロモードを周期的に繰り返してフラットバンドを構築するための一般的な処方を提示する。 具体的には、外部の空間的に周期的な磁場中のディラック粒子をこの形で鋳造できることを実証する。 我々は、完全に平坦なバンドを生成する条件を導出し、フラットなバンドの波動関数に対して正確な解析解を提供する。 さらに,空間的不均質場におけるディラックフェルミオンの相互作用モデルについて検討する。 フィールド構成を 'rectify' してバンド平坦化を誘導するHubbard-Stratonovich 構成が存在することを示す。 我々は,この局所化シナリオがエネルギー的に有利な明示的なモデルを示す。特に,ほぼ平坦な帯を持つディラック系において,整定テクスチャのエネルギーコストは次数パラメータで2倍になるが,平坦化によるエネルギー利得は線形である。 結論として,これらの相互作用誘起バンドフラット化シナリオは,多くの強相関電子系に関連する自発的対称性破砕の汎用的非摂動的メカニズムであることを示す。

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