Canted magnetism and $\mathbb{Z}_2$ fractionalization in metallic states of the Lieb lattice Hubbard model near quarter filling
Notice bibliographique
Résumé
A recent experiment has examined ultracold, fermionic, spin-1/2 $^6$Li atoms in the Lieb lattice at different Hubbard repulsion $U$ and filling fractions $ν$ (Lebrat et al. arXiv:2404.17555). At $ν=1/2$ and small $U$, they observe an enhanced compressibility on the $p_{x,y}$ sites, pointing to a flat band near the Fermi energy. At $ν=1/2$ and large $U$ they observe an insulating ferrimagnet. Both small and large $U$ observations at $ν=1/2$ are consistent with theoretical expectations. Surprisingly, near $ν=1/4$ and large $U$, they again observe a large $p_{x,y}$ compressibility, pointing to a flat $p_{x,y}$ band of fermions across the Fermi energy. Our Hartree-Fock computations near $ν=1/4$ find states with canted magnetism (and related spiral states) at large $U$, which possess nearly flat $p_{x,y}$ bands near the Fermi level. We employ parton theories to describe quantum fluctuations of the magnetic order found in Hartree-Fock. We find a metallic state with $\mathbb{Z}_2$ fractionalization possessing gapless, fermionic, spinless `chargons' carrying $\mathbb{Z}_2$ gauge charges which have a nearly flat $p_{x,y}$ band near their Fermi level: this fractionalized metal is also consistent with observations. Our DMRG study does not indicate the presence of magnetic order, and so supports a fractionalized ground state. Given the conventional ferrimagnetic insulator at $ν=1/2$, the $\mathbb{Z}_2$ fractionalized metal at $ν=1/4$ represents a remarkable realization of doping-induced fractionalization.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
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