Anyonic braiding via quench dynamics in fractional quantum Hall liquids
在Laughlin分数量子霍尔态中,单准空穴态和双准空穴态可以通过对角化多体哈密顿量与捕获势来获得,或者对于更大的系统,可以通过边缘杰克多项式的线性组合来获得。准空穴态完全存在于能谱中最低能量分支的子空间中,具有固定数量的轨道或硬壁限制。希尔伯特空间维数的减少,便于研究的时间演化的准空穴状态后,说,去除的捕获潜力。我们探讨了淬火动力学下的谐波外部电位,旋转液滴中的准空穴,并讨论了长程相互作用和更现实的限制的效果。从Berry相位计算中可以得到任意子的互统计相位的精确估计。
2022-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
One-dimensional itinerant interacting non-Abelian anyons
我们构造了沿一维链运动的相互作用的巡游非阿贝尔任意子模型。我们研究了与SU(2)_2和SU(2)_3任意子有关的巡游Ising(Majorana)和Fibonacci任意子,它们分别描述了Moore-Read和Z_3-Read-Rezayi分数量子Hall态的准粒子。在导出电子大U有效哈伯德模型的基础上,我们导出了低能区的有效任意子t-J模型。通过精确对角化解决这些模型,我们发现任意子分解为电荷和(中性)任意子自由度-Luttinger液体中发生的电子自旋-电荷分离的概括。激发光谱的详细描述可以通过结合电荷和任意子扇区的光谱来进行。任意子扇区是局域相互作用任意子的压缩链之一,因此可以用相同的共形场论(CFT)来描述,对于伊辛任意子,中心荷c=1/2,对于具有反铁磁或铁磁耦合的斐波那契任意子,c=7/10或c=4/5。电荷扇区是一系列硬核玻色子的光谱,这些玻色子的相移与组合的任意子本征态的动量相一致,揭示了微观水平上电荷和任意子激发之间的微妙耦合(我们也发现存在于Luttinger液体中),尽管宏观分馏。从链段之间的纠缠熵中提取的组合中心电荷为1+c,其中c是局域任意子(压缩)链的基础CFT的中心荷。
2012-10-20 cond-mat.str-el
Thermal interferometry of anyons in spin liquids
Aharonov-Bohm干涉术是研究量子霍尔效应中任意子统计的最直接的方法。该技术涉及作为磁场的函数的电流的振荡,并且不适用于Kitaev自旋液体和其他没有带电准粒子的系统。在这里,我们建立了一种涉及热传输的新协议,即使在没有带电激发的情况下也可以揭示分数统计,就像在量子自旋液体中的情况一样。具体来说,我们证明了Kitaev自旋液体通过两个不同的干涉仪的几何形状,法布里-珀罗和马赫-曾德尔,热输运表现出截然不同的行为。因此,我们建议使用热输运干涉法作为探针的电荷绝缘体中的任意子统计。
2021-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fractionalization of itinerant anyons in one dimensional chains
我们构建模型的相互作用的巡回非阿贝尔任意子沿一维链移动,特别关注巡回伊辛任意子链,并推导出有效的任意子t-J模型的低能量部门。通过精确对角化解决这些模型,我们发现任意子分解为电荷和(非阿贝尔)任意子自由度-Luttinger液体中发生的电子自旋-电荷分离的概括。激发光谱的详细描述相结合的光谱电荷和任意扇区需要一个微妙的耦合电荷和任意激发之间的微观水平(我们也发现存在于Luttinger液体),尽管宏观分馏。
2011-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Collective States of Interacting Anyons, Edge States, and the Nucleation of Topological Liquids
自由度为su(2)_k任意子的量子力学系统是连接普通SU(2)自旋系统和相互作用非阿贝尔任意子系统的桥梁。这样的连接可以为任意的自旋S系统,我们明确讨论自旋1/2和自旋1系统。任意自旋1/2链表现出拓扑保护机制,该机制稳定了它们的无隙基态,并且仅在普通自旋1/2海森堡链的极限(k到无穷大)中消失。对于自旋为1的任意子链,我们发现它们的相图与双二次SU(2)自旋为1的链的相图非常相似。我们的研究结果描述在同一时间成核的不同的二维拓扑量子流体内的一个“父”非阿贝尔量子霍尔状态,所产生的宏观占领本地化,相互作用的任意子。之间的“成核”和“母”液体的边缘状态是中性的,并精确地对应于无间隙模式的任何离子链。
2009-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunneling current and current correlations for anyonic quasiparticles of ν = 1/2 chiral Luttinger liquid in multi-edge geometries
本文研究类 Hong–Ou–Mandel 干涉仪中 ν=1/2 任意子的双边与四边几何,精确计算隧穿电流及噪声关联,并指出非平衡稀释任意子的直接隧穿不可忽略。
2024-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Rationalizing CFTs and Anyonic Imprints on Higgs Branches
我们继续我们的程序映射数据的4D $\mathcal{N}=2$超共形场论(SCFT)到观察到的二维手征有理共形场论(RCFTs)通过重访一个无限集的强耦合的Argyres-Douglas(AD)SCFT和它们相关的对数2D手征代数。首先,我们打开离散味逸度(连续味对称性)在这些对数理论的某些未精制字符和未精制字符的一组酉二维手性RCFTs之间的已知对应关系。受此讨论的启发,我们研究了4D Higgs分支重整化群流(即,由只有$su(2)_R\subset su(2)_R\times u(1)_R$自发断裂的vevs激活的流动)从我们的AD理论从酉二维理论的观点出发,并发现一些惊喜。特别是,我们认为,某些通用件的拓扑数据的基础上的二维手征代数表示与4D红外(IR)理论可以计算,通过伽罗瓦共轭,在拓扑量子场论(TQFT)的基础上酉紫外(UV)手征RCFT。这个拓扑数据从UV到IR的映射符合这样一个事实,即在我们的理论中,我们研究的模空间由在一般点的自由超多重态组成当且仅当UV TQFT是阿贝尔任意子的理论。
2019-01-22 cond-mat.str-el hep-th math.QA
Anyonic Chains, Topological Defects, and Conformal Field Theory
受三维拓扑场论/二维共形场论(CFT)对应关系的启发,我们研究了一类广泛的一维量子力学模型,称为任意子链,它可以在热力学极限下产生极其丰富的(并且在很大程度上未被探索的)二维临界理论空间。这些系统的一个显着特点是出现非局部微观“拓扑对称性”,下降到拓扑缺陷的CFTs。我们得出这些理论和拓扑对称/拓扑缺陷对应的各种模型独立的属性。例如,通过研究某些扭曲和缺陷领域的前体直接在任意链,我们认为(在温和的假设下)的二维CFTs对应于特定的模不变量相对于其最大手征代数和拓扑缺陷下降拓扑对称性与这些最大手征代数交换。使用这个地图,我们应用缺陷希尔伯特空间的属性,以显示拓扑对称如何处理这些理论允许的相关变形集。在整个过程中,我们给出了一个统一的观点,对待从离散对称性的约束,从拓扑的约束在同一基础上。
2017-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Interacting anyons in topological quantum liquids: The golden chain
我们讨论了量子自旋哈密顿量的推广使用任意自由度。相互作用任意子的最简单模型在能量上倾向于相邻的任意子融合到平凡(“同一性”)通道中,类似于量子海森堡模型倾向于相邻的自旋形成自旋单线态。对Fibonacci任意子链的数值模拟表明,该模型是临界的,动力学临界指数z=1,并可用中心荷c=7/10的二维共形场论描述.利用Temperley-Lieb代数的限制固体上固体(RSOS)表示,给出了任意子链到二维三临界伊辛模型的精确映射.链的无间隙性被证明具有拓扑起源。
2006-12-13 cond-mat.str-el quant-ph
Probing anyonic statistics via Mach-Zehnder interferometry in quantum computers
Boston University(波士顿大学);Perimeter Institute for Theoretical Physics(围道理论物理研究所);University of Cambridge(剑桥大学);Western Washington University(西华盛顿大学)
利用量子计算机构建合成迈克尔逊-干涉仪,研究量子自旋液体中任意子的分数交换统计,通过观察电激发与磁激发的干涉图案验证噪声模型。
2025-04-28 cond-mat.str-el quant-ph
Anyonic Mach-Zehnder interferometer on a single edge of a 2D electron gas
针对任意子干涉仪中高透射率下理论表达式缺失的问题,提出一种替代的马赫-曾德尔干涉仪,使任意子在量子霍尔液体边缘的同向手性通道间隧穿,并获得了适用于任意透射率的简单精确解。
2023-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Chiral Broken Symmetry Descendants of the Kagomé Lattice Chiral Spin Liquid
手征对称性和时间反演对称性的破缺为奇异量子现象和拓扑相提供了一条途径。特别是,量子材料中的手性(镜像)对称性的破缺已经被证明具有重要的技术应用。最近的工作已经广泛地探讨了由此产生的手性电荷顺序和手性自旋液体的卡戈梅晶格。这种手征自旋液体与玻色子分数量子霍尔态和任意准粒子密切相关;然而,它们与附近磁有序态的联系仍然是一个谜。在这里,我们表明,两个不同的非共面的磁性订单具有统一的自旋手征,XYZ伞状态和八面体自旋晶体,出现竞争订单在靠近kagomé手征自旋液体。我们的结果突出了多体拓扑有序液体和非平凡实空间拓扑对称破缺态之间的密切联系。
2022-04-21 cond-mat.str-el
Finite-size effects in Schulz-Shastry-Luttinger models for determining anyonic signatures in 1d spin chains
Physics Department, Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院物理系);I. Institute for Theoretical Physics, Universität Hamburg(汉堡大学第一理论物理研究所)
研究Schulz-Shastry-Luttinger液体的有限尺寸性质,通过周期和Dirichlet边界条件揭示任意子特征,并导出Friedel振荡、持续电流及自旋关联函数。
2026-06-29 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Parent Hamiltonian for the Chiral Spin Liquid
我们提出了一种构造手征自旋液体的亲哈密顿量的方法。我们发现了两种不同的哈密顿算符,对于这两种哈密顿算符,正方晶格上的手征自旋液体是精确的零能基态。对16格点的两个哈密顿量进行数值对角化,发现手性自旋液体,模其二重拓扑简并度,确实是一个哈密顿量唯一的基态,而另一个哈密顿量不是唯一的.
2009-06-09 cond-mat.str-el
Classification and detection of symmetry fractionalization in chiral spin liquids
本文研究了具有手征半子拓扑序的手征自旋液体中的晶体对称性分形。我们表明,如果这样的手征自旋液体是实现在一个二维晶格模型与奇数的自旋$\frac12$每单位细胞和状态保持自旋旋转对称性和平移对称性,半离子激发必须携带半整数自旋和分数晶体量子数。结果表明,在自旋- $\frac12$ kagome晶格模型中,手性自旋液体只能实现唯一的对称性富集拓扑相。利用密度矩阵重整化群方法得到的基态波函数,数值地证实了这些分数对称量子数。
2015-11-25 cond-mat.str-el
Chiral Spin Liquid in Correlated Topological Insulator
本文利用从转子方法研究了自旋旋转对称蜂窝晶格上的拓扑哈伯德模型--具有在位相互作用的自旋Halflion模型,发现在中间耦合区的关联电子系统中存在手征自旋液体.通过考虑任意子激发的性质,手征自旋液体可能是拓扑哈伯德模型的基态。低能物理基本上是由它的Chern-Simons规范理论决定的。
2010-12-03 cond-mat.str-el
Gapless chiral spin liquid from coupled chains on the kagome lattice
利用微扰重整化群方法,我们证明了具有交错手征相互作用的kagome晶格上的扩展($J_1$-$J_2$ - $J_d$)海森堡模型($J_χ$)可以呈现无隙手征量子自旋液体相.在耦合链结构中,这个相可以理解为手性滑动Luttinger液体,沿着链方向具有自旋相关的代数衰减。我们使用有效场论计算了这种无带隙的手征自旋液体的低能性质,并表明它们与部分子平均场论的预测是兼容的。这些结果可能与在钾霞石材料中观察到的状态有关。
2018-01-24 cond-mat.str-el
Nature of chiral spin liquids on the kagome lattice
我们研究了最近在推广的海森堡模型中发现的手征自旋液体的性质和稳定性。使用Gutzwiller投影波函数的方法-即部分子建设-我们得到大的重叠与这些扩展海森堡模型的基态。我们进一步建议,在时间反演不变的情况下的手性自旋液体的外观是链接到两个磁有序相之间的经典过渡线。
2015-03-11 cond-mat.str-el
Diagnosing phases of magnetic insulators via noise magnetometry with spin qubits
二维磁绝缘体表现出过多的竞争基态,如有序(反)铁磁体,奇异的量子自旋液体状态与拓扑秩序和任意子激发,和随机单重相出现在高度无序的挫折磁铁。在这里,我们展示了如何单自旋量子比特,它直接与低能量激发的磁性绝缘体,可以被用来作为一个诊断的磁基态。实验可调参数,如量子位能级分裂,样品温度和量子位-样品距离,可以用来测量自旋相关性与能量和波矢分辨率。例如,这种分辨率可以用来区分自旋液体中的分数激发和磁有序状态中的自旋波,或者检测带隙系统中的任意子统计。
2019-03-25 cond-mat.str-el quant-ph
Breakdown of the Chiral Luttinger Liquid in One-Dimension
我们开发了一种费米子自举方法来求解一类无法用玻色子化处理的手征一维费米子模型。利用这个方案,我们表明,Luttinger液体行为的气体中的四个相互作用的手征马约拉纳费米子是高度敏感的速度简并。在改变一个手征费米子的速度时,一个尖锐的束缚(或反束缚)态从原始的Luttinger液体连续谱中分裂出来,切断X射线奇点,形成一个寿命随频率线性增长的宽非相干激发。
1999-01-01 cond-mat.str-el
An exact spin liquid state on the kagome lattice with topological order
我们发现了一个精确的自旋液体状态,没有时间反演对称性的kagome晶格与奇数个电子的单位细胞和明确的波函数的所有本征态。我们还得到,除了平凡的情况下,所有的自旋-自旋关联为零。然后,我们表明,在我们的模型中有任意子激发。最后,我们证明了在我们的模型中存在的基态简并和无隙边态,表明非平凡的拓扑秩序。我们还通过局部和全局字符串操作符标记环面上的所有本征态。
2008-11-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Exact Chiral Spin Liquid with Stable Spin Fermi Surface on the Kagome Lattice
研究了Kagome格点上Kitaev型量子自旋模型的精确可解性。我们发现一个丰富的相图,其中包括一个拓扑(带隙)手征自旋液体与带隙手征边缘状态,和一个带隙手征自旋液体相的自旋费米表面。电流模型的基态包含一个奇数的电子每单位细胞的定性区分它从以前研究的完全可解的模型与自旋费米面。此外,我们证明了自旋费米面对弱扰动是稳定的。
2011-05-20 cond-mat.str-el
Chiral Spin Liquids in Arrays of Spin Chains
我们描述了二维自旋系统中手性自旋液体的耦合链结构。从一维锯齿形自旋链出发,在非阿贝尔玻色化框架下引入SU(2)对称性,我们首先证明了我们的方法忠实地描述了具有三自旋相互作用的精确可解模型的低能物理。推广的建设,以二维的情况下,我们得到一个理论,结合的普遍性质的手性自旋液体预测Kalmeyer和Laughlin:电荷中性的边缘状态,带隙的自旋1/2体激发,和基态简并环上的信号的拓扑秩序,这个量子态。此外,我们表明,手征自旋液相更容易稳定在阻挫晶格包含角共享三角形,如扩展的kagome晶格,比在三角形晶格。我们的场论方法邀请更奇异的手性自旋液体的推广,并可用于评估特定晶格系统的基态的手性自旋液体的存在。
2015-03-17 cond-mat.str-el
The Hubbard model on triangular $N$-leg cylinders: chiral and non-chiral spin liquids
最近,通过密度矩阵重整化群(DMRG)模拟,在三角晶格上的哈伯德模型的金属-绝缘体相变附近提出了带隙的手征自旋液体的存在[A. Szasz,J. Motruk,M.P. Zaletel和J.E. Moore,Phys. Rev. X { \bf 10},021042(2020)]。在这里,我们报告内的变分蒙特卡罗技术的基础上Jastrow-Slater波函数,实现与回流相关的结果。在DMRG计算中,我们考虑$N$ -腿柱。对于$N=4$,在次近邻跳跃的情况下,在金属和绝缘体之间出现具有磁准长程序的手征自旋液体。在我们的方法中,手征态是带隙的,打破了反射对称性。相比之下,对于$N=5$和$N=6$,手性自旋液体不是具有最低变分能量的状态:在前一种情况下,在整个绝缘区域中发现了双自旋液体,而对于$N=6$的较少受抑的情况,结果与在二维团簇上获得的结果非常相似[L.F. Tocchio,A. Montorsi和F. Becca,Phys. Rev. B { \bf 102},115150(2020)],具有接近金属-绝缘体转变的反铁磁相和强耦合区域中的自旋液体。
2021-10-15 cond-mat.str-el
Effective Field Theory of Chiral Spin Liquid between Ordered Phases in Kagomé Antiferromagnet
本文提出了一种有效场论来描述Kagomé晶格上Heisenberg自旋系统中的手征自旋液态,我们导出了低能有效的kagomé理论(各向同性)数值计算表明,由第一近邻自旋交换引起的量子涨落与由第二近邻自旋交换引起的量子涨落一样强.我们利用手征序参量理论,讨论了kagomé反铁磁体中存在有限温度手征对称性破缺到手征有序态的可能性.计算了有效基态能中的手征对称性破缺项,证明了在kagomé反铁磁体中存在前三个最近邻自旋交换作用时,在基态中必然存在手征自旋液体.最后,我们考虑了kagomé反铁磁体的量子临界性,并证明了在满足我们推导出的适当“匹配条件”的两个有序态之间的过渡处自然出现了Chern-Simons项,为解释为什么手性自旋液体可以出现在适当的有序状态之间的过渡提供了解释。Simons项是手征自旋液态的低能有效理论,其中手征性是这种拓扑场论打破离散对称性的直接结果。
2018-05-04 cond-mat.str-el
Novel chiral quantum spin liquids in Kitaev magnets
莫特绝缘体在足够强的自旋-轨道耦合作用下可以呈现出具有拓扑有序和分数激发的量子自旋液体相。当外加一个小的正磁场时,具有Kitaev自旋交换作用的量子磁体可以容纳一个带隙的量子自旋液体,该液体具有一个逆时针方向传播的Majorana边模.在这里,我们展示了如何在一个足够强的正磁场下的拓扑过渡到带隙的量子自旋液体与两个马约拉纳边缘模式在顺时针方向传播发生。发现Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用使非手征Kitaev无隙量子自旋液体转变为在两个Dirac点具有相等Berry相的手征液体。热霍尔电导实验为预言的新型拓扑带隙量子自旋液体态提供了证据。
2020-06-02 cond-mat.str-el
Possible uniform-flux chiral spin liquid states in the SU(3) ring-exchange model on the triangular lattice
我们考虑三角晶格上除了两个交换外,还具有反铁磁三个交换的SU(3)模型。我们首先提出了对磁有序态的数值格位分解态研究,它显示了两种不同的三亚晶格有序态,反铁四极相和标准的120 ^o反铁磁相,沿着三格位环交换强度的轴。我们进一步研究模型使用奴隶费米子平均场的方法,我们重写交换运营商的三种口味的费米子。在平均场水平上,我们发现主要的竞争态是三聚体态(三角形元格态)、带隙的均匀π/3通量手征自旋液体和带隙的均匀2π/3通量手征自旋液体。π/3通量手性自旋液体的填充带具有Chern数+1,2π/3通量手性自旋液体的填充带具有Chern数+2。在平均场水平上,我们还给出了每种手征自旋液体的有效Chern-Simons理论。
2013-04-26 cond-mat.str-el
Semion wave function and energetics in a chiral spin liquid on the Kagome lattice
近年来,在海森伯模型的几种变形中发现了手征自旋液态--一种由Kalmeyer和Laughlin于1987年首次提出的分数量子霍尔态的玻色子类似物。在这里,我们应用国家的最先进的数值技术的一个这样的模型,其中时间反演对称性的破坏驱动系统进入手性相。我们的方法使我们能够获得明确的矩阵产品状态表示的低位激发的手征自旋液体状态,包括拓扑非平凡的半离子激发。我们表征这些激发和研究他们的能量模型是朝着拓扑相变调整。
2015-06-10 cond-mat.str-el
Non-Abelian chiral spin liquid on a simple non-Archimedean lattice
我们将Kitaev自旋液体的范围扩展到非阿基米德晶格。对于pentaheptite晶格,这是由于蜂窝晶格上的Stone-Wales缺陷的扩散,我们发现了一个精确可解的非阿贝尔手征自旋液体与自发时间反演对称性破缺由于奇数长度的晶格环。我们的研究结果呼吁潜在的扩展Kitaev模型的确切结果是基于反射的积极性,这是不履行pentaheptite晶格。我们进一步阐述了我们的手性自旋液体的建议在应变$α$ -RuCl $_3$的潜在实现。
2020-08-27 cond-mat.str-el
Dynamical Signature of Symmetry Fractionalization in Frustrated Magnets
量子自旋液体(QSL)的非平凡性主要表现在非定域观测量上,这一事实实际上给实验探测带来了困难。在这里,我们提供了一个解决方案,无偏地证明在QSL的任何子激发和对称性分馏的动力学签名。利用大尺度量子蒙特卡罗模拟和随机解析延拓方法,研究了kagome格点上的扩展XXZ模型,发现在从Z2量子线到不同对称性破缺相的相变中,自旋谱函数可以揭示出任意子自旋激发和vison激发的存在和凝聚,特别是后者的平移对称性分解,它可以作为光谱技术,如非弹性中子或共振(非弹性)X射线散射的独特动力学签名的似乎短暂的QSL。
2018-07-22 cond-mat.str-el
Variational Monte Carlo study of chiral spin liquid in the extended Heisenberg model on the Kagome lattice
利用Gutzwiller投影的费米子态和变分蒙特卡罗方法研究了Kagome格点上的扩展海森堡模型。特别地,当考虑第二和第三近邻超交换时,我们发现由非平凡磁通量和长程手征-手征关联描述的带隙自旋液体与无隙U(1)Dirac态相比在能量上更有利。此外,拓扑Chern数,通过积分Berry曲率,和基态的简并度,通过构造线性独立的状态,导致我们确定这种通量状态的手征自旋液体与$C=1/2$分数Chern数。
2015-05-22 cond-mat.str-el
Braiding of anyonic quasiparticles in the charge transfer statistics of symmetric fractional edge-state Mach-Zehnder interferometer
本文研究了不同填充因子$ν_{0,1}=1/(2 m_{0,1}+1)$的量子霍尔液体的两个边缘之间电荷转移的零温统计,其中$m_0 \geq m_1\geq 0$形成Mach-Zehnder干涉仪。在对称干涉仪中,当接触点两侧的传播时间相等,偏压恒定时,得到了大时间极限下的累积量母函数的一般表达式。生成函数的低电压极限可以用电子隧穿的正则泊松过程来解释,而它的大电压渐近性被证明与描述不同有效通量下干涉仪的$m$态之间准粒子跃迁的动力学方程的解相一致,其中$m\equiv 1+m_{0}+m_{1}$ .对于$m>1$,这种动力学反映了隧穿准粒子的分数电荷$e/m$和分数统计角$π/m$。得到了第二(散粒噪声)和第三累积量的显式表达式,并分析了它们的电压依赖性。
2010-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Probing Chiral Kitaev Spin Liquids via Dangling Boundary Fermions
针对凝聚态物理中探测极端量子行为的难题,该研究提出利用STM测量边界局域动力学自旋结构因子,通过Kitaev自旋液体边界自然产生的悬挂Majorana费米子识别手性边界模,为探测手性Kitaev自旋液体这一奇异量子态提供了新方法。
2024-11-04 cond-mat.str-el
Two dimensional spin liquids with $\mathbb{Z}_2$ topological order in an array of quantum wires
绝缘的$\mathbb{Z}_2$自旋液体是一种具有体准粒子激发和非平凡拓扑流形上的基态简并的物质相。在本文中,我们利用量子线阵列在二维空间中构造了时间反演对称的$\mathbb{Z}_2$自旋液体。我们确定的任意子扭结在适当的Luttinger液体的描述,计算其相互统计和构建本地运营商,运输这些准粒子。我们还提出了一种通过类近藤耦合将$\mathbb{Z}_2$自旋液体的自旋扇区耦合到费米液体来构造分数费米液体(FL*)的方法。
2016-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
On the origin of the possible chiral spin liquid state of the triangular lattice Hubbard model
最近的数值模拟发现,在三角晶格哈伯德模型的中间耦合区可能存在一种手征自旋液态。在这里,我们提供了一个简单的图片,其起源方面的玻色子RVB的描述。更具体地说,我们表明,这种手性自旋液体状态可以理解为量子无序四面体自旋状态稳定的四自旋环交换耦合,抑制有序无序效应走向条纹自旋状态。这种手性自旋液态的特征在于每个三角形的自旋Berry相为$\fracπ{2}$。然而,我们发现,这种状态的拓扑性质是完全错过了Schwinger玻色子平均场描述的结果,缺乏玻色子刚性所造成的双重占用约束。
2021-04-04 cond-mat.str-el
Chiral spin liquids on the kagome lattice with projected entangled simplex states
无限投射纠缠单纯态(iPESS)是一种张量网络(TN)态,已被成功地用于模拟和表征kagome晶格上的{ \it非手征}自旋液体.在这里,我们证明了iPESS也提供了一个忠实的表示{ \it手征}自旋液体(CSL)在同一个晶格上,即基态的自旋- $1/2$ kagome海森堡反铁磁体与标量手征。根据SU $(2)$和点群对称性对局域张量进行分类,构造了一个手征反对称破缺反射$P$和时间反演$T$对称,同时保持了$PT$ .变分TN状态主机,键尺寸$D\ge 8$,手征无带隙纠缠谱SU $(2)_1$共形场论。的相关函数显示出一个小的重量长范围的尾巴符合TN散装边缘对应的预测。%{ \color{red}通过引入更多的约束条件,手征对射被简化为一个非手征对射,由于涌现的{ \it张量守恒律},它保持了完整的点群对称性,并且与海森堡点处的基态有关.最后,通过在完全旋量族中的模拟,我们讨论了标量手征项引起的从非手征自旋液体到CSL的转变。我们确定了一个非手征流形的对称张量的子集,其中一个新的紧急{ \it张量守恒律}实现。这使得我们既可以探测非手征自旋液体的稳定性,又可以讨论标量手征项诱导的非手征自旋液体向CSL的转变。
2022-12-14 cond-mat.str-el
Chiral excitations and the intermediate-field spin-liquid regime in the Kitaev magnet $α$-RuCl$_3$
该研究通过依赖螺旋性的拉曼散射,发现α-RuCl₃在7.5-10.5T磁场区间存在手性自旋翻转激发的拉曼光学活性平台,为其中间场量子自旋液体相的存在提供了直接光谱证据。
2023-05-05 cond-mat.str-el
Chiral Spin Liquid and Quantum Criticality in Extended $S=1/2$ Heisenberg Models on the Triangular Lattice
我们研究了三角晶格上的$J_1$ - $J_2$海森堡模型,并在该模型中加入了一个标量手征项,证明了手征自旋液体在相图的相当大的区域内是稳定的。该拓扑相位于共面$120^\circ$ Néel有序相和非共面四面体有序相之间。进一步讨论了$J_1$ - $J_2$模型中自旋无序中间相的性质。我们比较了基态从精确对角化与狄拉克自旋液体波函数,并提出了一个方案,该波函数描述的量子临界点之间的$120^\circ$磁有序相和一个假定的$\mathbb{Z}_2$自旋液体。
2016-04-26 cond-mat.str-el
Chiral spin liquids on the kagome Lattice
研究了kagome晶格上最近邻的$XXZ$ Heisenberg量子反铁磁体。本文考虑了几种微扰:a)手征性项,b)Dzyaloshinski-Moriya项和c)环交换型项对kagome晶格bowties的影响,并探讨它们是否能支持手征自旋液体作为基态.用于研究这些哈密顿量的方法是一种通量附着变换,该变换将晶格上的自旋映射到与可果美晶格上的陈-西蒙斯规范场耦合的费米子。这个变换要求我们在kagome格上一致地定义一个Chern-Simons项。我们发现,即使在没有均匀磁场的情况下,手征项也会导致手征自旋液体,并且在$XY$各向异性区域中具有有效的自旋霍尔电导$\sxy = \frac{1}{2}$。Dzyaloshinkiii-Moriya项也导致类似的手性自旋液体,但只有当这项不是太强时。外部磁场也有可能产生额外的平台,其也表现得像$XY$体系中的手性自旋液体。最后,我们考虑了环交换项的影响,发现只要它的耦合常数足够大,它可以通过时间反演不变性的自发破缺而引发到手性自旋液体的相变。
2015-09-09 cond-mat.str-el
Spin chain network construction of chiral spin liquids
我们表明,蜂窝晶格的海森堡自旋$1/2$链与三自旋结相互作用,可以控制分析研究的手性自旋液体(CSL)。调谐这些相互作用的手征固定点,我们发现一个Kalmeyer-Laughlin CSL相,这里是连接到临界点的边界共形场论。我们的结构直接产生一个量子化的自旋霍尔电导和局域自旋子与半离子统计作为基本激发。我们还勾勒出远离旋子可能凝聚的手征点的相图。我们的方法的推广可以为许多其他CSL提供微观实现。
2019-09-10 cond-mat.str-el
Non-Abelian Chiral Spin Liquid on the Kagome Lattice
我们研究了由Gutzwiller投影的$p_x+ip_y$超导体构成的kagome晶格上的$S=1$自旋液态。我们表明,得到的自旋液体是非阿贝尔或阿贝尔拓扑相,这取决于费米平均场态的拓扑结构。通过计算模矩阵$S$和$T$,我们证实了投影拓扑超导体是非阿贝尔手征自旋液体(NACSL).我们得到的手征中心荷和自旋霍尔电导与$SO(3)_1$(或等价地,$SU(2)_2$)场论的预言非常一致。我们提出了一个局部哈密顿量,这可能会稳定的NACSL。从变分研究,我们观察到的拓扑相变从NACSL的$Z_2$阿贝尔自旋液体。
2018-05-13 cond-mat.str-el
S=1 Spin Liquids: Broken Discrete Symmetries Restored
我们介绍了一种新的自旋液体,自旋1手性液体,它提供了一个通用的范例,在二维无序自旋1反铁磁体。它支持带有手征性量子数的自旋子和荷子激发。这些激发服从半费米统计。统计参数的符号由手性决定。自旋1手性液体是二维量子态的第一个例子,它支持分数统计的激发,但不违反P或T。
2002-03-13 cond-mat.str-el
Symmetry-protected non-Fermi liquids, Kagome spin liquids, and the chiral Kondo lattice model
非费米液体的理论描述是强关联量子物质中最具挑战性的问题之一。虽然有许多实验候选人这样的阶段,很少有例子可以使用控制的理论方法进行研究。在这里,我们介绍了一个新的概念的角度来分析描述的非费米液体物理的无隙自旋液体中产生的一个家庭的二维和三维的戈薇模型。我们首先讨论了一个安全的保护机制,负责的无间隙相的稳定性。然后,我们重新铸造的二维Kagome自旋模型作为一个手性近藤晶格模型,可以解决分析使用什么是在某种意义上的一个概括的耦合线结构。我们提供了广泛的数值证据,在二维Kagome模型的无隙自旋液体,并讨论了推广到三维。
2019-01-16 cond-mat.str-el
Chiral spin-orbital liquids with nodal lines
具有强自旋轨道耦合的强关联材料有望实现具有分数激发的拓扑相。在这里,我们提出了一个手性自旋轨道液体作为一个现实的重元素双钙钛矿模型的稳定相。这种自旋液体状态具有马约拉纳费米子激发,其特征在于沿布里渊区边缘的节线的无隙谱。我们表明,节线的拓扑缺陷的非阿贝尔Berry连接和系统表现出分散的表面状态。我们讨论了这种状态的一些实验特征,并将它们与自旋液体候选者Ba_2YMoO_6的性质进行了比较。
2016-07-01 cond-mat.str-el
Statistics of fractionalized excitations through threshold spectroscopy
我们发现,任意子的统计分数激发显示特征签名阈值光谱测量。从拓扑有序相,如带隙量子自旋液体和分数chern绝缘体具有分数激发的动机,我们考虑带隙系统的阿贝尔任意子激发。相关关联函数在阈值附近的低能量起始表现出依赖于任意子统计的普遍行为。这解释了自旋系统中最近的一些理论结果,也提供了一条在实验中检测统计数据的途径,如中子散射和隧道光谱学。
2016-08-19 cond-mat.str-el quant-ph
Controlling effective dimensionality and competition between spin liquid and chiral orders by new multiorbital effects in $S=\frac{1}{2}$ pyrochlore oxides
在阻挫系统中,由于交换相互作用的阻挫,一些或多个状态被竞争,并且这种竞争经常导致奇异状态,例如自旋液体和手征顺序。考虑烧绿石氧化物,一个三维阻挫系统,研究了它的$S=\frac{1}{2}$有效模型,该模型由最近邻过渡金属离子之间的Heisenberg型和Dzyaloshinsky-Moriya型超交换作用组成.我们发现,通过利用$t_{2g}$轨道的新的多轨道效应对这些相互作用系数的影响,我们可以将有效维数从三维变为二维,从而控制手征级与自旋液体之间的竞争.我们还表明,新的多轨道效应是至关重要的稳定的三进一出手征顺序,扭曲的四进四出手征顺序,扭曲的三进一出手征顺序,并可以用来保持宏观简并,导致自旋液体,即使与有限的Dzyaloshinsky-Moriya相互作用。这些结果开辟了自旋体系中新的多轨道物理,为烧绿石氧化物中自旋液体的现实机制迈出了重要的一步。
2017-08-18 cond-mat.str-el
Projective symmetry group classification of chiral spin liquids
本文综述了自旋$S=1/2$格点模型中费米量子自旋液体的投影对称群分类。然后,我们将对称$\mathbb{Z}_2$量子自旋液体的方法系统地推广到手性相之一(即,破坏时间反转和晶格反射,但保留它们乘积单线态)。我们应用这个框架来分类和讨论可能的手征自旋液体的三角形和kagome晶格。我们给出了如何构造二次自旋哈密顿量和微观波函数的每个表示类在这些格子上的详细规定。在手征$\mathbb{Z}_2$态中,我们研究了kagome晶格上反铁磁$J_1$ - $J_2$ - $J_d$ Heisenberg模型中U(1)相的子集.我们讨论了这些相的体谱的静态自旋结构因素和对称性约束。
2016-03-30 cond-mat.str-el
Amorphous and polycrystalline routes towards a chiral spin liquid
该研究揭示部分非晶、多晶或离子辐照的Kitaev材料中可自发涌现手性自旋液体,阐明其能隙与奇数边格子密度的关系,证实其稳定性,拓展了无外磁场下手性自旋液体的研究体系范围。
2023-05-03 cond-mat.str-el
Majorana chiral spin liquid in Mott insulating cuprates
最近在莫特绝缘铜氧化物中检测到的大的霍尔热导率已被归因于手性中性自旋激发。发现具有Majorana激发、Chern数+/-4和大Hall热导率的量子自旋液体是正方晶格上受抑海森堡模型的激发态.使用马约拉纳平均场论和精确对角化,我们探索了两种可能的路线,以实现这种手性量子自旋液体,施加磁场的轨道效应和自旋轨道耦合,目前在铜酸盐。特别是,我们展示了如何只有轨道磁场才允许该拓扑相成为基态,而在Dzyaloshinskiii-Moriya项下,它仍然是马约拉纳平均场的激发态。我们解释了在莫特铜氧化物中观察到的大的热霍尔效应,从它们非常接近到可以由外部磁场诱导的Majorana手性量子自旋液体的过渡。
2021-12-30 cond-mat.str-el
Chiral topological spin liquids with projected entangled pair states
拓扑手性相在分数量子霍尔效应物理中是普遍存在的。非手性拓扑自旋液体也是众所周知的。本文利用投影纠缠对态(PEPS)框架,在正方晶格上构造了一类手征自旋液体,它们是由具有$d+i\, d$对称性的形变局域张量得到的广义自旋1/2共振价键(RVB)态.在一个圆柱体上,我们构建了四个拓扑部门,偶数或奇数的边界上的自旋和偶数或奇数的($\mathbb{Z}_2$)通量穿透圆柱体,我们认为,保持正交的极限无限周长。的传输矩阵的分析提供了证据的短程(长程)三重态(单重态)的相关性,为关键(非手性)RVB状态。纠缠谱中存在手征边缘模,这与共形场论的预言相矛盾,并且相应的纠缠哈密顿量是长程的。
2015-07-08 cond-mat.str-el
A chiral spin liquid wave function and the Lieb-Schulz-Mattis theorem
我们研究了一个手征自旋液体波函数,它被定义为一个具有复杂配对函数的Gutwziller投影BCS态。在投影后,发现任何奇数但有限数目的链的自发二聚化,从而满足Lieb-Schultz-Mattis定理,而对于偶数链没有二聚化。由于二聚体的序参量在此极限下消失,因此对于大量的链,始终达到二维热力学极限。这个性质清楚地支持了二维自旋液体基态的可能性,它对所有{ \em物理}激发都有间隙,并且没有破缺的平移对称性。
2003-06-30 cond-mat.str-el
Chiral Liquids in 1-d: A New Class of NFL-Fixed Points
我们确定了一个非费米液体(NFL)类的不动点描述在一维的相互作用手征费米子的红外行为。的热力学性质和渐近关联函数的特点是由普适指数,我们确定的保角和Bethe-Anglands技术。导致费米液体理论崩溃的机制是相当普遍的,并且可以期望在T不变性被破坏的系统中实现。作为一个例子,我们研究了相互作用的QHE系统的边缘状态。我们计算了在这些系统中的自旋电导以及NMR响应的普遍频率依赖性。
1998-03-11 cond-mat.str-el
Noncoplanar magnetic orders and gapless chiral spin liquid on the kagome lattice with staggered scalar spin chirality
在阻挫晶格中,手征三自旋相互作用可以抑制长程磁序,稳定量子自旋液体态。我们研究了一个自旋为1/2的kagome晶格模型,其中除了最近邻键上的海森堡交换耦合$J_1$和六边形对角线上的$J_d$外,还包括一个交错的三自旋相互作用$J_χ$。我们探索相图使用的经典方法,部分子平均场论,变分蒙特卡罗方法的组合。我们得到了各种非共面磁订单,包括一个阶段,cuboc-1和cuboc-2状态之间的插值。在$J_χ$占主导地位的制度下,我们发现了一个经典的无序区域,并认为它可能含有一个无隙的手征自旋液体与自旋费米表面。结果表明,交错三自旋相互作用和海森堡交换相互作用之间的竞争导致了自旋系统的反常基态。
2022-07-28 cond-mat.str-el
Variational Monte Carlo study of chiral spin liquid in quantum antiferromagnet on the triangular lattice
利用Gutzwiller投影的费米子波函数和变分Monte Carlo方法,研究了三角晶格上具有第一近邻($J_1$)、第二近邻($J_2$)和附加标量手征相互作用$J_χ{\bf S}_i \cdot ({\bf S}_j \times {\bf S}_k)$的自旋$1/2$海森堡模型.在具有$0.08 \lesssim J_2/J_1 \lesssim 0.16$的$J_1-J_2$三角模型的非磁性阶段中,最近的密度矩阵重整化群(DMRG)研究[Zhu和White,Phys. Rev. B { \bf 92},041105(2015); Hu,Gong,Zhu和Sheng,Phys. Rev. B { \bf 92},140403(2015)]发现可能的带隙自旋液体,其具有手性和$Z_2$自旋液体之间竞争的信号。受DMRG结果的启发,我们认为手性相互作用$J_χ{\bf S}_i \cdot ({\bf S}_j \times {\bf S}_k)$作为这个非磁性相的扰动。我们发现,随着$J_χ$的增大,具有最佳变分能量的无带隙U(1)Dirac自旋液体($J_χ=0$)向具有非平凡磁通量和非零手征级的带隙自旋液体的能量不稳定性增加.我们计算了拓扑Chern数和基态简并度,两者都表明该流态是具有分数化Chern数$C=1/2$和双重拓扑简并度的手征自旋液体。我们的结果表明,一个…
2016-08-15 cond-mat.str-el