(a) Schematisk avvikande Hall-effekt i den mellanliggande kopplingsregimen; (b) Magnetfältsberoende Hall-mätningar vid olika temperaturer. Kredit:Hao Lin
Inom topologisk fysik härstammar bandtopologi ofta från spin-omloppsinteraktion, vilket ger upphov till komplexa hoppparametrar. Även om detta tillvägagångssätt har haft stor framgång i icke-interagerande eller svagt interagerande elektroniska material, förstods konsekvenserna av komplex hoppning i ett drastiskt annorlunda sammanhang i starkt korrelerade system på grund av fundamentalt olika syn på elektronisk struktur.
Ännu viktigare är att den kombinerade effekten av elektronisk korrelation med icke-trivial komplex hoppning fortfarande är dåligt förstådd i den mellanliggande regimen, vilket kräver verkliga experimentella system som kan simulera och avslöja korrelation-topologi-samspel.
Forskare ledda av Prof. Hao Lin från Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) avslöjade det rika samspelet mellan topologi och korrelation och visade en kontrollerbar materialplattform för sådana undersökningar. Resultaten publicerades i Physical Review X .
I denna studie realiserade forskarna experimentellt ett Hubbard-modellsystem med kvadratiskt gitter i [(SrIrO3 )1 /(CaTiO3 )1 ] supergaller.
De bevisade att den icke-triviala elektroniska topologin som förutsågs vid den svaga kopplingsgränsen ledde till en anomal Hall-effekt (AHE) och ett gigantiskt magnongap i Motts isolerande tillstånd på grund av den finita korrelationen.
Genom att utföra AHE-mätningar med högt fält vid HFIPS's Steady High Magnetic Field Facility avslöjade de att AHE inte bara betecknade Berry-kurvaturer i Hubbard-banden, utan också utsattes för självkonkurrens av elektron-hål-parningen.
Dessutom var magnongapet som drivs av det SU(2) gauge-invarianta fältet för stort för att superexchange-metoden skulle kunna ta hänsyn till. Sammanflätningen av fenomen som vanligtvis fångades i drastiskt olika bilder av det elektroniska tillståndet framhävde det rika och komplexa samspelet mellan korrelation och topologi i den mellanliggande kopplingsregimen.
Strategin att kontrollera mätberoende/-invarianta komplexa hoppningar genom artificiell design ger värdefulla insikter för att undersöka topologirelaterad fysik i andra korrelerade material. + Utforska vidare
