低维晶格中强关联电子的缺陷介导配对与解离:量子出租车效应

该研究团队探究了一维晶格中强关联电子对的量子动力学,重点关注由位点能量缺陷诱导的局域解离/配对机制。为此,研究人员模拟了有限尺寸链上两个相互作用电子的时序演化,其动力学由包含如下参数的扩展哈伯德哈密顿量所描述:单电子跳跃项J、同位置库仑排斥U及最近邻相互作用V。通过引入振幅为Δ的局域位点能量缺陷,该项工作揭示在缺陷位点附近会发生空间上电子配对/解离的状态转变。此类机制产生于具有非零最近邻库仑作用的强关联态,且在(U∼V∼Δ)≫J条件下显现。为阐释这一现象,该团队将原始哈伯德链的双电子动力学重构为二维网络上的等效单粒子问题。在此框架下,研究表明配对/解离动力学由两类双电子本征态之间的共振驱动:(i) 两个空间高度分离的电子态(其一位于缺陷位点),(ii) 远离缺陷的局域束缚电子态。共振发生时,这些态发生杂化,从而允许缺陷附近电子在局域配对与解离状态间转换。该成果为强关联电子系统中的奇异配对现象提供了新见解,并可能对低维量子材料中可调控多体态的设计具有启示意义。

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