同位旋系统中的非传统不连续相变
Unconventional discontinuous transitions in isospin systems
AI总结：
本文证明二维费米子系统在自旋磁化率发散时仍可发生一阶 Stoner 相变，并揭示具有 $k^{2α}$ 色散及同位旋自由度的系统中存在级联分数金属态，为理解石墨烯及 moiré 体系中的非常规相变提供了理论框架。
摘要：
我们证明，具有 $k^2$ 或 $k^4$ 色散关系的二维费米子会经历一阶 Stoner 相变，进入完全自旋极化态，尽管自旋磁化率在临界点发散。我们将分析扩展到具有 $k^{2α}$ 色散以及自旋和谷同位旋的系统，并证明存在一系列级联不稳定性，进入部分电子能带被完全耗尽的分数金属态；对于 $α<1$ 或 $α>2$，存在狭窄的部分耗尽能带中间区间。磁化率在每次相变附近都变得很大。我们讨论了在偏置双层、三层石墨烯以及 moiré 系统中的应用。
英文摘要：
We show that two-dimensional fermions with dispersion $k^2$ or $k^4$ undergo a first-order Stoner transition to a fully spin-polarized state despite that the spin susceptibility diverges at the critical point. We extend our analysis to systems with dispersion $k^{2α}$ and spin and valley isospin and show that there is a cascade of instabilities into fractional-metal states with some electron bands fully depleted; narrow intermediate ranges of partially-depleted bands exist for $α<1$ or $α> 2$. The susceptibility becomes large near each transition. We discuss applications to biased bilayer and tri-layer graphene and moiré systems.
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