三带Emery模型与多方法基准计算揭示铜氧化物反铁磁响应电子-空穴不对称性的掺杂诱导起源

《National Science Review》：Magnetic electron-hole asymmetry in cuprates: a computational revisit

　　

摘要

本研究通过考察三带 Emery 模型，重新审视了铜氧化物中反铁磁（AFM）响应的电子—空穴不对称性。采用与 La₂CuO₄ 相关的参数，我们利用变分蒙特卡洛、行列式量子蒙特卡洛、约束路径辅助场量子蒙特卡洛、密度矩阵嵌入理论以及 Gutzwiller 近似，对大范围内掺杂下的反铁磁响应进行了基准评估。在各方法及可访问的体系尺寸/温度范围内，当比较局限于反铁磁通道时，我们发现奈尔反铁磁响应并不存在显著的电子—空穴不对称性。这一结果对于适中的氧位排斥 U_p 以及 Nd₂CuO₄ 的参数集是稳健的。引入掺杂诱导的局域势揭示了不对称性的一种外在途径：铜位缺陷增强了电子掺杂侧的反铁磁性，而氧位缺陷则抑制了空穴掺杂侧的反铁磁性。这些结果表明，掺杂驱动效应对铜氧化物反铁磁磁性中表观的电子—空穴不对称性做出了不可忽略的贡献，并为竞争序的研究提供了反铁磁通道的基准参考。

关键词：铜氧化物，电子—空穴不对称性，反铁磁性，三带模型