北京
探索新奇量子态一直是现代凝聚态物理的重要前沿。在量子材料中，环电流序是一种描述电子在晶格内部自发形成稳定的闭合电流回路的奇特量子物态。由于环电流序伴随时间反演对称性的自发破缺，它长期以来被认为可能与一系列非常规量子现象密切相关。尽管过去多年中，科学家已在铜氧化物、蜂窝晶格等体系中持续探索这一物态，但无论在实验还是理论层面，环电流序能否在真实量子材料中稳定存在、其主导微观机制究竟是什么，始终存在着争议。
围绕环电流序的微观起源与形成机制，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心胡江平研究员及博士生占俊，联合中国科学院理论物理研究所吴贤新研究员、周森研究员，以及波士顿学院汪自强教授等，在笼目晶格中开展了系统研究。研究团队发现，在纯子格型范霍夫填充附近，笼目晶格独特的几何和电子结构会产生三个具有子格极化特征的范霍夫奇点。系统分析表明，连接不同范霍夫奇点的有限动量（M 点）电子散射可显著增强电荷键序涨落，这一行为与正方、三角和蜂窝晶格中的情况均明显不同。
图 无自旋相互作用笼目模型在纯子格型范霍夫填充下的相图（a），以及代表性 3Q-LCO 在最近邻与次近邻键上的实空间电流构型（b）。
进一步结合笼目晶格的几何阻挫特性，研究团队指出：最近邻键上的涨落主要表现为实的电荷键序分量，而次近邻键上的涨落则具有显著的虚部成分，对应于电流序涨落。这表明，在特定电子填充附近，笼目晶格天然具有较强的电流涨落倾向。在此基础上，研究人员从纯子格型范霍夫填充附近的有效无自旋相互作用笼目晶格模型出发，系统考察了最近邻与次近邻非局域库伦排斥相互作用下的低能不稳定性，并采用无偏的泛函重整化群方法，统一追踪电荷序、超导序等多个竞争通道的涨落演化。结果表明：随着次近邻库伦排斥相互作用增强，虚电荷键序相关涨落被显著放大；在子格干涉效应与笼目几何挫折的协同作用下，常见竞争序——例如在位电荷密度波——被有效压制，最终系统稳定进入一个具有时间反演对称性破缺特征的 2×2 电子环流序基态（图）。这些结果为理解笼目金属材料中丰富多样的关联基态提供了新的视角。
该工作首次利用无偏的多体计算方法，在笼目晶格模型中得到了稳定的 2×2 环电流序多体基态，并明确揭示了其背后的微观机制：子格干涉效应与笼目晶格独特几何结构能够协同增强电荷键序涨落，在非局域相互作用驱动下，使环电流序成为系统的主导基态。本研究成果发表于 Phys. Rev. Lett. 136, 126001 (2026)。论文合作者还包括中国科学院理论物理研究所博士生傅瑞庆，以及德国维尔茨堡大学的 Hendrik Hohmann、Matteo Dürrnagel 和 Ronny Thomale 教授。胡江平研究员与吴贤新研究员为共同通讯作者。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金以及中国科学院相关项目的资助。
编辑：endlesscliff
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
