Possibility of S=1 spin liquids with fermionic spinons on triangular lattices
本文将$S=1/2$自旋的费米子表象推广到任意自旋。在平均场论下，我们得到了三角晶格上$S=1$反铁磁体的几种自旋液体态，包括无隙f波自旋液体和拓扑非平凡的$p_x+ip_y$自旋液体.在考虑了不同的竞争次序后，我们构造了$J_1$ - $J_3$ - $K$模型的相图.讨论了它在新近发现的材料$\mathrm{NiGa_2S_4}$中的应用。
2010-06-10 cond-mat.str-el
Half-metallic Ferromagnets, Spin Gapless Semiconductors, and Topological Semimetals Based on Heusler Alloys
综述了Heusler合金在半金属铁磁体、自旋无隙半导体和拓扑半金属状态下的电子结构、电子和磁性的理论和实验研究。这些物质具有不寻常的、对外界影响高度敏感的磁性和电子特性，这与它们中存在的能隙和外来激发有关。在这些状态中的每一个，以及在它们之间的过渡的电子结构和性质的行为和演变的功能，被认为是。有目的地控制这些材料的性能的可能性对于它们的实际应用是有前景的。
2021-11-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological to magnetically ordered quantum phase transition in antiferromagnetic spin ladders with long-range interactions
本文研究了具有交错长程相互作用的广义量子自旋梯，它的衰减服从指数为$α$的幂律。利用大尺度量子Monte Carlo（QMC）和密度矩阵重整化群（DMRG）模拟，我们证明了该模型经历了由非定域弦序参量表征的梯级二聚体相到对称破缺Néel相的转变.我们发现的证据表明，过渡是第二order.In磁有序阶段，频谱表现出无隙模式，而在有隙阶段的激发是很好地描述在三重子-束缚态的自旋横跨腿。数值计算得到了动量分辨的自旋动力学结构因子，并发现通过跃迁，一个定义明确的三重子带演化为一个无带隙的磁振子色散。我们进一步讨论了在这个模型中解除临界的可能性。
2021-11-24 cond-mat.str-el
Effects of spin-phonon coupling in frustrated Heisenberg models
自旋液相的存在性和稳定性是阻挫磁性研究领域的一个中心课题。虽然自旋液体基态的一些例子在特定的模型中得到了很好的建立（例如蜂窝晶格上的Kitaev模型），但最近的研究表明，它们可能出现在几个类似海森堡的模型中。一个重要的相关问题涉及自旋液体的稳定性在存在小扰动的哈密顿量。在这方面，自旋和声子之间的磁弹性相互作用代表了一个相关的和物理激发的扰动，这是迄今为止几乎没有研究。在这项工作中，我们研究了自旋-声子耦合的阻挫磁性的原型模型的效果。我们采用了一个变分框架的基础上Gutzwiller投影波函数实现与自旋-声子Jastrow因子，提供了一个完整的量子治疗自旋和声子自由度。在一维和二维（正方形）晶格上的受抑$J_1-J_2$海森堡模型的结果表明，虽然价键晶体易于晶格畸变，但无隙自旋液体对于小的自旋-声子耦合是稳定的。鉴于晶格振动的普遍存在，我们的结果是特别重要的，以证明无隙自旋液体可能在实际材料中实现的可能性。
2021-07-14 cond-mat.str-el
Topological to magnetically ordered quantum phase transition in antiferromagnetic spin ladders with long-range interactions
本文研究了具有交错长程相互作用的广义量子自旋梯，它的衰减服从指数为$α$的幂律。利用大尺度量子Monte Carlo（QMC）和密度矩阵重整化群（DMRG）模拟，我们证明了该模型经历了由非定域弦序参量表征的梯级二聚体相到对称破缺Néel相的转变.我们发现的证据表明，过渡是二阶。在磁有序相，光谱表现出无隙模式，而在有隙相的激发很好地描述了在整个腿的三重子-自旋束缚态。数值计算得到了动量分辨的自旋动力学结构因子，并发现了一个定义明确的三体子带，它在跃迁过程中演化为一个无带隙的磁振子色散。我们进一步讨论了在这个模型中解除临界的可能性。
2022-05-19 cond-mat.str-el
Quantum Phase Transition in Heisenberg-Kitaev Model
在Heisenberg-Kitaev模型下，研究了自旋共线的磁有序态与无隙的$Z_2$自旋液体之间的量子相变性质.本文用复费米子自旋子构造了Heisenberg-Kitaev模型的从粒子平均场论。结果表明，在适当的基础上，该理论能够描述Kitaev自旋液体以及无隙$Z_2$自旋液体和所谓的条纹反铁磁体之间的过渡。特别是，在平均场论中，我们有一个不连续的过渡从$Z_2$自旋液体的条纹反铁磁体。然而，我们认为，微妙的自旋约束效应，与不稳定性的带隙的U（1）自旋液体在两个空间维度，在过渡中起着重要的作用。奇异的连续过渡的可能性进行了简要讨论。
2013-03-13 cond-mat.str-el
Possibility of magnetic field induced Composite Fermi sea in neutral Graphene
中性石墨烯在强磁场中被认为是一个（交换稳定的）整数霍尔态，其自旋完全充满，自旋带为空，n = 0，两重谷简并朗道能级。我们认为，在$ν\approx$ \hlf填充的情况下，从近SU（4）单重态（2自旋$\times$ 2谷）复合费米海形成中获得的相关能量使铁磁整数量子霍尔态不稳定.这种完全不同的情况与中性石墨烯实验中看到的耗散无隙状态一致。有趣的配对霍尔态是可能的，从剩余的相互作用，在这个SU（4）费米海与一个小的塞曼自旋极化。
2007-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interaction effect in two-dimensional Dirac fermions
基于二维$π-$通量模型中的Dirac方程，利用数值精确对角化方法研究了非平凡带隙和无隙Dirac方程中的相互作用效应.在最近邻和次最近邻相互作用存在的情况下：对于非平凡带隙Dirac方程，拓扑相是鲁棒的，并且在相图的有限区域内持续存在;而对于无隙Dirac方程，识别出电荷密度波相和条纹相，得到了$(V_1, V_2)$平面上的相图.当无隙Dirac方程进一步引入次近邻相互作用时，平均场论所期望的拓扑相位将不复存在。我们的结果与从电子关联动态生成拓扑相的可能性有关。
2013-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Localized surfaces of three dimensional topological insulators
我们研究了三维自旋手性$\mathrm{Z}_2$拓扑绝缘体（CII类）的表面，证明了其局域化的可能性。这是通过相互作用和螺旋对称无序的相互作用而产生的，它将无间隙的费米子自由度限制在可以局部化的一维螺旋畴壁网络中。我们确定了这种无间隙绝缘相的两种不同状态，一种是“堵塞”状态，其中网络局部化是由金属螺旋畴壁之间的连接引起的，另一种是局部畴壁的“完全局部化”状态。这些制度的实验签名进行了讨论。
2019-04-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Colossal magnetoresistance in topological Kondo insulator
复杂系统的异常电子性质需要新的思路来解释它们的行为和实现的可能性。在本文中，我们证明了在拓扑Kondo绝缘体的状态下，实现了一个巨大的磁电阻，这类似于Kondo晶格中的Kondo绝缘体状态。这种现象的机理是：在自旋无隙阶段，外磁场在自旋激发谱中引入能隙，在半填充时，由于自旋子系统和费米子子系统的杂化，费米子谱中的能隙被打开，磁场导致金属-绝缘体（或坏金属-绝缘体）相变。研究了无自旋费米子带半满情况下的蜂窝格点上的拓扑近藤格点模型。结果表明，局域矩和巡游费米子之间的杂交应理解为相应的自旋和电荷扇区的马约拉纳费米子之间的杂交。该系统是一个拓扑绝缘体，单个费米子和自旋激发在低能量是大量的。我们将证明自旋能隙在电荷沟道中引入能隙，它导致出现具有手征无能隙边缘模的拓扑绝缘体态，Chern数为1或2取决于交换积分的值。传统的近藤绝缘体状态的相关性进行了讨论。
2016-01-05 cond-mat.str-el
Controlling Luttinger liquid physics in spin ladders under a magnetic field
利用~（14）N核磁共振研究了CuBr_4（C_5 H_（1/2）N）_2（BPCB）晶体的自旋为1/2的弱耦合海森堡反铁磁阶梯结构.将无带隙相中的梯状物作为Luttinger液体处理，我们能够充分解释（i）250 mK下核自旋-晶格弛豫速率1/T_1的磁场依赖性和（ii）由于弱的梯间交换耦合而在110 mK以下发生的向3D有序相的相变。因此，BPCB是一个很好的模型系统，其中的可能性，以连续的方式控制Luttinger液体参数被证明和Luttinger液体模型在整个费米子带详细测试。
2008-09-29 cond-mat.str-el
Emergent Symmetry in Quantum Phase Transitions: From Deconfined Quantum Critical Point to Gapless Quantum Spin Liquid
该研究通过大规模张量网络模拟各向异性自旋1/2阻挫反铁磁模型，发现无隙量子自旋液体与解禁闭量子临界点存在共有的涌现O(4)对称性，揭示二者内在关联并约束量子自旋液体的场论描述。
2023-09-02 cond-mat.str-el hep-th
Quantum Spin Liquid in Spin 1/2 J1-J2 Heisenberg Model on Square Lattice: Many-Variable Variational Monte Carlo Study Combined with Quantum-Number Projections
本文研究了正方形晶格上自旋$1/2$反铁磁海森堡模型的量子自旋液体的性质，该模型中最近邻点$J_1$和次最近邻点$J_2$之间存在交换作用。我们进行变分Monte Carlo模拟连同量子数投影技术，并澄清在基态的相图连同其激发光谱。我们在$0.4< J_2/J_1\le 0.6$区域中得到了反铁磁相，该区域被交错反铁磁相和条纹反铁磁相夹在中间。我们的自旋能隙的直接计算支持的概念，从单重基态的三重激发在$0.4 < J_2/J_1 \le 0.5$的范围内是无隙的，而有间隙的价键晶体（VBC）相是稳定的$0.5 < J_2/J_1 \le 0.6$。VBC有序可能具有柱状对称性，并伴随着$C_{4v}$对称性的自发对称性破缺。自旋-自旋和二聚体-二聚体关联函数在无带隙区的幂律行为与代数量子自旋液相（临界相）的出现相一致。在长距离$r$处的自旋关联$\langle S(0)S(r)\rangle \propto 1/r^{z+η}$的指数似乎从$J_2/J_1\sim0.4$处的$z+η\sim 1$向$J_1/J_1\sim0.5$处的VBC相的连续转变增加。然而，我们的研究结果并不能完全排除交错的AF和VBC相之间的直接量子跃迁的可能性，具有宽的临界区域和非限定临界性。
2015-01-22 cond-mat.str-el
Bond algebraic liquid phase in strongly correlated multiflavor cold atom systems
当冷原子被捕获在正方形或立方形光晶格中时，应该可以将原子泵浦到每个阱内的激发$p-$能级轨道中。根据先前的工作，我们探讨了亚稳态平衡，可以建立之前的原子衰变到$s-$波轨道基态。我们将讨论在每个位置上具有整数个玻色子的情况，并考虑强关联“绝缘”区域。通过采用自旋波分析与一个新的对偶变换，我们建立了一个新的无间隙的“临界相”，我们称之为“键代数液体”的存在性和稳定性。该相的无间隙性质由于导致准一维行为的对称性的出现而稳定。在代数液相中，键算符和粒子味占据数算符都具有在空间和时间中代数衰减的相关性。在改变参数时，代数键合液体可以不稳定为自发地破坏晶格对称性的莫特绝缘体相或$\mathbb{Z}_2$相。讨论了在冷原子实验中探测代数液相的可能性。虽然动量分布函数不足以区分代数键液体与其他相，但密度关联函数原则上可用于检测物质的这种新相。
2006-12-03 cond-mat.soft cond-mat.str-el
Fermionic multicriticality near Kekulé valence-bond ordering in honeycomb lattice
分析了当强相互作用的无带隙狄拉克费米子具有与Kekulé价键固体（KVBS）成核和电荷密度波相当的成核倾向时，出现手征对称性增大的量子多临界点（MCP）的可能性（$N_b=1$）或$s$波配对（$N_b=2$）或反铁磁体（$N_b=3$），其中$N_b$计数玻色子序参数分量的数目。除了由于离散的$Z_3$对称性的破缺而出现在KVBS序参量描述中的立方项之外，量子涨落在高对称性MCP附近产生新的立方顶点。所有的立方项在接近三维空间的裸能级上都是强相关的，对此我们对耦合Gross-Neveu-Yukawa场论进行了首阶重整化群分析.我们表明，由于非平凡的汤川之间的无间隙玻色子和费米子自由度的相互作用，所有的立方项最终成为无关的$O(2+N_b)$对称MCP，近两个空间维度，其中$N_b=1,2,3$。因此，在KVBS有序附近具有扩大的$O(2+N_b)$对称性的MCP是稳定的。
2019-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Current fidelity susceptibility and conductivity in one-dimensional lattice models with open and periodic boundary conditions
本文从数值和解析两方面研究了一维晶格模型中保真度磁化率χ_{J}相对于电荷或自旋电流的有限尺寸标度，并将其与相应电导率的低频行为联系起来。结果表明，在开边界条件的无间隙系统中，电导率的奇异部分导致了对系统尺寸L的二次依赖性，其普适形式为χ_{J}= 7KL^2 <$（3）/2π^4，其中K为Luttinger液体参数.与此相反，对于周期性边界条件，主导系统的尺寸依赖性与电导率的规则部分直接相关（给出了研究电导率规则部分的低频行为的另一种可能性），并且在大多数情况下是次二次的，χ_{J} \propto L^γ（K）（具有依赖于K的常数γ），γ=1。对于开边界条件，我们还研究了另一个与电流相关的量，即对晶格倾斜度χ_{P}的保真度磁化率，并表明它与系统尺寸的四次幂成比例，χ_{P}= 31 KL ^4 ζ（5）/8 u^2 π^6，其中u是声速。我们评论的行为，目前的保真度磁化率在带隙阶段，特别是在拓扑有序的Halfonium状态。
2013-08-21 cond-mat.str-el
Competition between spin liquids and valence-bond order in the frustrated spin-$1/2$ Heisenberg model on the honeycomb lattice
利用变分波函数和Monte Carlo方法，研究了蜂窝晶格上第一近邻$J_1$和第二近邻$J_2$反铁磁耦合的反铁磁海森堡模型.我们进行了系统的比较磁有序和自旋态（自旋液体和价键固体），以获得基态相图。Néel顺序是稳定的小值的令人沮丧的第二邻居耦合。增加比例$J_2/J_1$，我们发现强有力的证据，连续过渡到一个连续的阶段在$J_2/J_1 \approx 0.23$。在跃迁点附近，Gutzwiller投影的均匀共振价键态给出了精确基态能量的极好近似。对于$0.23 \lesssim J_2/J_1 \lesssim 0.4$，具有狄拉克节点的无隙$Z_2$自旋液体与元格价键固体竞争。与此相反，在以前的工作中考虑的带隙自旋液体有显着更高的变分能量。尽管预期格片价键顺序会在Néel顺序融化后立即出现，但这种有序状态显然只对$J_2/J_1 \gtrsim 0.3$有利。最后，对于$0.36 \lesssim J_2/J_1 \le 0.5$，具有柱状序的价键固体作为基态，其能量也低于具有共线序的磁性状态。我们进行了详细的有限尺寸标度和标准的数据崩溃分析，我们讨论了一个去限制的量子临界点分离的Néel反铁磁体从plaquette价键固体的可能性。
2017-10-05 cond-mat.str-el
Anomalies and unnatural stability of multi-component Luttinger liquids in $\mathbb{Z}_n\times\mathbb{Z}_n$ spin chains
我们研究了自旋不变的自旋链，其中每个单元格包含一个$\mathbb{Z}_n\times\mathbb{Z}_n$内部对称性的$n$状态投影表示，推广了自旋为1/2的XYZ链。这种自旋链具有广义Lieb-Schulz-Mattis（LSM）约束，我们证明了某些$(n-1)$组分Luttinger液体具有正确的异常，以满足这些LSM约束。对于$n = 3$，使用数值和分析方法，我们发现，这样的自旋链与最近邻相互作用似乎是无缝的微观参数范围很广，并描述了一个两个组件的共形不变的Luttinger液体。这意味着$n-1$的出现保守的$U(1)$电荷仅从离散的微观对称性。值得注意的是，该系统仍然是一个不自然的大参数制度，尽管明显存在的相关运营商的场论允许间隙。这表明，要么这些自旋链有隐藏的守恒量以前没有确定，或场论的参数是简单的不自然的，由于格点哈密顿量的挫折效应。我们认为，类似的功能预计将出现在：（1）$\mathbb{Z}_n\times\mathbb{Z}_n$对称链的$n$奇数，（2）$\mathbb{S}_n\times\mathbb{Z}_n$对称链的所有$n > 2$。最后，我们提出了一个下界增长的可能性与$n$上的最小中心荷的场论，拥有这样的LSM异常。
2019-10-01 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Vortex spin liquid with fractional quantum spin Hall effect in moiré Chern bands
本文在摩尔陈能带中提出涡旋自旋液体（VSL）相，通过复合费米子激子配对构造出兼具量子自旋液体和分数量子自旋霍尔效应的奇异绝缘体。
2024-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
SU(2) gauge theory of the Hubbard model and application to the honeycomb lattice
基于最近对三角晶格Mott-Hubbard系统kappa-（BEDT-TTF）2Cu 2（CN）3的实验研究，我们发展了一种研究哈伯德模型中Mott跃迁附近的量子自旋液体绝缘体的一般形式.这种形式被称为SU（2）从转子表述，是海森堡模型的SU（2）规范理论到哈伯德模型的扩展。此外，我们提出了蜂窝晶格哈伯德模型（在半填充）作为一个候选人的自旋液体基态附近的莫特过渡，这是一个有吸引力的可能性，因为这个模型可以通过量子蒙特卡罗模拟没有符号的问题进行研究。在二分格上的哈伯德模型的赝自旋对称性在我们的分析中起着至关重要的作用，我们主要针对二分格的情况发展我们的形式主义。我们还勾画了一般哈伯德模型的发展。我们发展了一种平均场论并将其应用于蜂窝晶格.在Mott跃迁的绝缘侧，我们发现了一种SU（2）代数自旋液体（ASL），由无隙S = 1/2狄拉克费米子（自旋子）耦合到波动的SU（2）规范场来描述。我们建立了一个描述ASL相、导电半金属相以及它们之间Mott跃迁的低能有效理论。这种物理现象可以在数值模拟中通过同时存在大量的反铁磁和价键固体相关性来检测。我们的分析表明，无论是第三邻居电子跳跃，和/或pseudospin-breaking条款，如最近邻密度相互作用，可能有助于稳定自旋液相。
2007-06-09 cond-mat.str-el
Plasmon-magnon interactions in two-dimensional honeycomb magnets
本文基于双随机相位近似建立二维蜂窝铁磁体中等离激元与光学自旋波耦合的微观理论，并指出可在 Cr₂Ge₂Te₆ 等材料中验证。
2024-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Symmetric $\mathrm{U(1)}$ and $\mathbb{Z}_2$ spin liquids on the pyrochlore lattice
University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；Quantum Science Center（量子科学中心）；Kavli Institute for Theoretical Physics（卡弗里理论物理研究所）；Canadian Institute for Advanced Research（加拿大高级研究院）
本文基于pyrochlore晶格，研究了对称U(1)和Z₂自旋液体的分类，并发现其低能理论超越标准模型，提出具有无能隙多节点线结构的自旋液体。
2026-03-10 cond-mat.str-el
2-Form U(1) Spin Liquids: Classical Model and Quantum Aspects
本文提出几何阻挫的经典自旋涡量模型，揭示其2-形式库仑相、膜与弦激发，并量子化映射到2-形式 U(1) 规范理论，指出新型量子自旋液体的可能。
2025-03-14 cond-mat.str-el
Extended symmetric quantum phase in a honeycomb Heisenberg model with sublattice-selective interactions
Ghent University（根特大学）；Max Planck Institute for Solid State Research（马克斯·普朗克固体研究所）
该研究通过数值模拟发现蜂窝海森堡模型在子格选择性相互作用下存在扩展对称区域，并提出了Z2狄拉克自旋液体作为候选基态。
2026-09-23 cond-mat.str-el quant-ph
Time Reversal, SU(N) Yang-Mills and Cobordisms: Interacting Topological Superconductors/Insulators and Quantum Spin Liquids in 3+1D
我们介绍了一个网络的强相关相互作用的3+ 1维拓扑超导体/绝缘体的10个特定的全球对称群的Cartan类，实现在电子凝聚态系统，和他们的新的SU（N）的推广。这些对称性包括SU（N）、SU（2）、U（1）、费米子宇称、时间反演等，它们通过对称性嵌入相互联系。我们综述了格点哈密顿形式。我们通过协边计算完成了大量的拓扑不变量（SPT不变量/表现出边界t Hooft异常的配分函数）的场论列表，与它们的完整分类相匹配。我们还提出了明确的4-流形，检测这些SPT。另一方面，一旦我们动态地规范了它们的部分全局对称性，我们就到达了SU（N）Yang-Mills（YM）规范理论的各种新阶段，类似于具有涌现规范场的量子自旋液体。我们讨论了如何耦合YM理论的时间反演SPTS影响的强耦合理论在低能量。例如，我们指出了在$θ=π$上有两个去限制的无隙时间反演对称SU（2）YM理论作为两个不同的共形场论的可能性，虽然它们在可定向时空上的局部算子的算符和有隙的SPT态秘密地不可区分，但在不可定向时空上或潜在地通过扩展算子的算符可以区分。
2018-06-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-th
