在带隙绝缘体-莫特绝缘体转变中的出生有效电荷反转和金属阈态
摘要：带隙绝缘体和Mott-Hubbard绝缘体之间的量子相变在具有两个不等价位点的二部格子Hubbard模型中实现，其位点内能差为Δ。我们在D=1和D=2（方形和蜂窝状晶格）中进行了研究，使用了精确的Lanczos对角化，有限尺度缩放和Berry相计算等方法。此前在D=1中由Resta和Sorella发现的Born有效电荷从正无穷跳跃到负无穷的现象被证实与从带隙绝缘体向Mott绝缘态转变有直接联系，与Ortiz等人最近的工作一致。此外，对称性被分析，并发现这一转变与基态的反转对称性有关，其来自于磁性起源。我们还通过Lanczos对角化和有限尺度缩放研究了D=1的激发谱。自旋能隙在相变点关闭，与Mott态的磁性特性一致，同时电荷能隙也关闭，使得两个绝缘体之间的中间态似乎是金属的。这一发现在不受限制的Hartree-Fock理论中被理解为由于次优自旋电子的有效位点能量偏移Δ的符号变化而引起的，突显了这两种绝缘体之间的深层差异。带隙到Mott绝缘体的相变也在相同的D=2模型中进行了研究，发现了相伴的极化异常，尽管弱一些，并且在方形和蜂窝状晶格之间存在一些差异。蜂窝状晶格没有反演对称性，用于证明这种类型的离子Mott绝缘体存在倒转压电效应的可能性。
作者：N. Gidopoulos S. Sorella and E. Tosatti
论文ID：cond-mat/9905418
分类：Condensed Matter
分类简称：cond-mat
提交时间：2007-05-23