Física de Nagaoka en modelos de electrones cinéticamente frustrados

CINTHIA SPOSETTI; BARBARA BRAVO; F. T. LISANDRINI; ADOLFO E. TRUMPER; CLAUDIO GAZZA; LUIS O. MANUEL

La Plata

Congreso; VI Reunión Nacional de Sólidos; 2015

Departamento de Física de la UNLP

El teorema de Nagaoka es uno de los pocos resultados exactos sobre magnetismo itinerante. En algunos sistemas electrónicos, la energía cinética se encuentra frustrada debido a la interferencia cuántica entre los distintos procesos de hopping. Es esta frustración cinética la que invalida el Teorema de Nagaoka en estos sistemas. En este trabajo se estudian las propiedades magnéticas de un modelo con fuerte correlaciónelectrónica, en el cual la existencia de frustración cinética está  controlada por el signo del término de hopping t. En particular calculamos el estado fundamental de un modelo de Hubbard con U infinito en la red triangular con t positivo y en la red cuadrada con interacción a segundos vecinos y términos de hopping iguales y positivos, mediante el uso de la técnica numérica conocida como grupo de  renormalización de la matriz densidad (DMRG). Encontramos que sí el sistema se encuentra dopado con un hueco respecto del medio llenado, ambos modelos tienen un estado fundamental antiferromagnético: un orden de Néel de 120 grados en la red triangular, y el orden de Néel usual en la red cuadrada. Notablemente, en este caso de modelos con extrema correlación electrónica (U infinito), las fluctuaciones de espín se anulan haciendo que la magnetización local tome su valor clásico. También se identificó que el movimiento del hueco en un background antiferromagnético relaja la frustración cinética. Esto ocurre de dos maneras diferentes: por una acumulación no trivial de la fase de Berryadquirida por el hueco o por la anulación efectiva de la amplitud de hopping a lo largo de los loops frustrantes. Además se estudió el estado fundamental en el caso de una red triangular anisotrópica con amplitud de hopping t y t' que interpola entre la red triangular isotrópica que se encuentra cinéticamente frustrada y la red cuadrada con únicamente salto a primeros vecinos, donde se cumple el Teorema de Nagaoka. Unresultado importante es que el carácter clásico de la magnetización se mantuvo para todos los valores de t' estudiados.