保安

(南昌工学院教育学院,南昌 330108)

本文用哈伯德模型研究各向异性ruby 晶格中费米子行为,在团簇动力学平均场理论框架内将格点模型映射为有效自洽场中的杂质模型后用连续-时间量子蒙特卡罗算法求解杂质模型.基于自洽计算的结果,用最大熵方法得到各向异性ruby 晶格中具有相互作用的费米子体系的单粒子态密度和双占据数后讨论了温度(T)、相互作用(U)和各向异性参数(λ)对体系的金属-绝缘相变的影响.最后给出各向异性ruby 晶格中费米子体系的温度-相互作用相图,研究结果表明,低温和弱相互作用范围体系处在金属相,而在高温和强相互作用下体系内出现Mott 绝缘体相.

1 引言

研究和发现二维强关联体系的拓扑绝缘体、量子霍尔效应、量子反常霍尔效应、玻色-爱因斯坦凝聚等新奇物相是凝聚态物理的重要内容[1-7].拓扑绝缘体材料Bi14Rh3I9[8]的某一特定平面内存在的二维ruby 晶格,由于独特的晶格结构而引起研究人员兴趣.拓扑绝缘体材料Bi14Rh3I9的晶体结构中有周期性交错堆垛的铋-铑网格和绝缘层(图1(a)—(c));由共棱RhBi8立方体覆盖六角晶格边所形成的金属间化合物的某一特定平面构成二维ruby 晶格(图1(d)).

图1 拓扑绝缘体材料Bi14Rh3I9的晶格结构示意图 (a)-(c) Bi14Rh3I9 的晶体结构及其构成单元,绝缘层的zigzag 链分离由共棱RhBi8立方体构成的六角网格状金属间的 [(Rh4Bi)3I]2+层,六角晶格的边由共棱RhBi8立方体覆盖;(d) 二维ruby 晶格与六角晶格结构俯视图[8]Fig.1.Sketch of crystal structure of topological insulator Bi14Rh3I9:(a)-(c) Triclinic crystal structure of Bi14Rh3I9.Insulating layers of [Bi2I8]2— zigzag chains separate the intermetallic [(RhBi4)3I]2+ layers that consist of hexagonal nets of edge-sharing RhBi8cubes;(d) honeycomb lattice of graphene with the structure of the intermetallic layer [8].

研究人员开展了诸多有关ruby 晶格的研究工作并……