Emergent lattices with geometrical frustration in doped extended Hubbard models

Tipo di pubblicazione: Articolo su rivista
Tipologia MIUR: Contributo su Rivista > Articolo in rivista
Titolo: Emergent lattices with geometrical frustration in doped extended Hubbard models
Autori: Kaneko, Ryui; Tocchio, Luca F.; Valentí, Roser; Gros, Claudius
Autori di ateneo:
Titolo del periodico: PHYSICAL REVIEW. B
Tipo di referee: Esperti anonimi
Editore: American Physical Society
Volume: 94
Numero: 19
Intervallo pagine: 195111-1-195111-17
Numero di pagine: 17
ISSN: 2469-9969
Abstract: Spontaneous charge ordering occurring in correlated systems may be considered as a possible route to generate effective lattice structures with unconventional couplings. For this purpose we investigate the phase diagram of doped extended Hubbard models on two lattices: (i) the honeycomb lattice with on-site U and nearest-neighbor V Coulomb interactions at 3/4 filling (n=3/2) and (ii) the triangular lattice with on-site U, nearest-neighbor V, and next-nearest-neighbor V' Coulomb interactions at 3/8 filling (n=3/4). We consider various approaches including mean-field approximations, perturbation theory, and variational Monte Carlo. For the honeycomb case (i), charge order induces an effective triangular lattice at large values of U/t and V/t, where t is the nearest-neighbor hopping integral. The nearest-neighbor spin exchange interactions on this effective triangular lattice are antiferromagnetic in most of the phase diagram, while they become ferromagnetic when U is much larger than V. At U/t∼(V/t)^3, ferromagnetic and antiferromagnetic exchange interactions nearly cancel out, leading to a system with four-spin ring-exchange interactions. On the other hand, for the triangular case (ii) at large U and finite V', we find no charge order for small V, an effective kagome lattice for intermediate V, and one-dimensional charge order for large V. These results indicate that Coulomb interactions induce [case (i)] or enhance [case(ii)] emergent geometrical frustration of the spin degrees of freedom in the system, by forming charge order.
Data: 2016
Status: Pubblicato
Lingua della pubblicazione: Inglese
Parole chiave: electronic, optical and magnetic materials, condensed matter physics, condensed matter physics, electronic, optical and magnetic materials, electronic, optical and magnetic materials, condensed matter physics
Dipartimenti (originale): NON SPECIFICATO
Dipartimenti: DISAT - Dipartimento Scienza Applicata e Tecnologia
URL correlate:
Area disciplinare:
Data di deposito: 28 Apr 2017 16:40
Data ultima modifica (IRIS): 03 Mag 2017 17:41:59
Data inserimento (PORTO): 05 Mag 2017 02:07
Numero Identificativo (DOI): 10.1103/PhysRevB.94.195111
Permalink: http://porto.polito.it/id/eprint/2669958
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