Maximally Entangled Mode, Metal-Insulator Transition and Violation of Entanglement Area Law in Non-interacting Fermion Ground States
本文研究了两个具有金属-绝缘体跃迁的一维非相互作用费米子模型的基态纠缠特性。我们发现,纠缠熵的增长,无论是几何或幂律的方式在金属相,从而违反(1D版本)纠缠面积定律。在绝缘阶段未发现此类违规。我们进一步发现,{ \em单费米子}态在费米能级的特性(它可以{ \em not}从多费米子Slater行列式得到)被{ \em纠缠}哈密顿量的最低能量单费米子模捕获,这在金属-绝缘体转变点处尤其如此。我们的研究结果表明纠缠是一个强大的方式来检测金属-绝缘体转变,{ \em没有}知识的系统的哈密顿量。
2014-03-24 cond-mat.str-el
Metal-insulator transition of the Kagome lattice fermions at 1/3 filling
本文讨论了Kagomé晶格上1/3填充时无自旋费米子模型的金属-绝缘体相变。利用精确对角化、密度矩阵重整化群方法和无规相位近似对系统进行了分析。在强耦合区,电荷有序的基态与元格有序的有效模型的预测一致。我们发现,金属-绝缘体跃迁的定性性质是完全不同的,取决于跳跃积分的符号,反映了在费米能级的能带结构的差异。
2010-01-06 cond-mat.str-el
Intrinsically interacting topological crystalline insulators and superconductors
基于相互作用玻色子晶体对称性保护拓扑相研究的最新进展,我们研究了强相互作用费米子拓扑晶体绝缘体/超导体.我们构造了一类内在相互作用的费米子TCI,并表明它们超越了自由费米子TCI和玻色子晶体SPT相。我们还展示了如何这些阶段的特点是对称保护的无隙费米子模式的角落/铰链的开放系统。
2018-10-29 cond-mat.str-el
Metal-Insulator Transition of Dirac Fermions: Variational Cluster Study
本文用变分集团近似和集团动力学杂质近似,比较研究了半充满时蜂窝模型和π通量哈伯德模型中狄拉克费米子的金属-绝缘体跃迁。特别注意选择的几何形状的求解器集群和列入粒子浴网站,我们表明,直接过渡从狄拉克半金属状态的反铁磁莫特绝缘体状态发生在这些模型中,因此,自旋液相是不存在的中间区域,在最近的量子蒙特卡罗-基于计算的协议。
2015-03-24 cond-mat.str-el
Chern insulator with large Chern numbers. Chiral Majorana fermion liquid
在Hofstadter的方法的框架中,我们提供了一个详细的分析实现的异国情调的拓扑状态,如大陈数的陈绝缘体。在横向均匀磁场中,费米子的单粒子谱转变为具有精细子带拓扑结构的复杂谱。在弱磁场$H$中,对于一个合理的磁通量,一个拓扑相位与大陈数附近的半填充实现。霍尔电导${σ_{xy}\simeq \frac{e}{2 H}}$存在异常行为。在半充满时,手征马约拉纳费米子边缘态的数量急剧增加,形成一个新的状态,称为手征马约拉纳费米子液体。
2017-08-03 cond-mat.str-el
Imaging emergent heavy Dirac fermions of a topological Kondo insulator
近藤绝缘体是寻找强相关拓扑量子相的主要候选者,它可能具有拓扑序,分数化和非阿贝尔统计。在一些近藤绝缘体,杂交间隙的预测,以保护一个非平凡的拓扑不变量和港口紧急重狄拉克费米子表面模式。我们使用高能量分辨率光谱成像在真实和动量空间的近藤绝缘体,钐$_6$。在冷却通过$T^*_Δ\approx$ 35 K时,我们观察到绝缘间隙的开放,在2 K时膨胀到$Δ\approx$ 10 meV。在间隙内,我们成像的线性分散的表面态的形成与有效质量达到$m^* = (410\pm20)m_e$。因此,我们证明存在一个强相关的拓扑近藤绝缘体相托管已知的最重狄拉克费米子。
2018-10-31 cond-mat.str-el
Spin polarized STM spectra of Dirac Fermions on the surface of a topological insulator
我们提供了一个理论的狄拉克费米子在拓扑绝缘体的表面上的隧道电导$G(V)$测量的自旋极化扫描隧道显微镜尖为低偏置电压$V$。我们发现,$G(V)$表现出非常规的依赖于尖端的磁化方向,并可用于测量表面上的狄拉克费米子的局部面外自旋取向的大小。我们还表明,如果在平面内的旋转对称性的表面上的拓扑绝缘体被打破的外部字段,然后$G(V)$收购依赖于方位角的磁化的尖端。我们解释了狄拉克费米子在这种非常规行为中的作用,并建议实验来测试我们的理论。
2011-10-25 cond-mat.str-el
Coulomb liquid phases of bosonic cluster Mott insulators on a pyrochlore lattice
采用大尺度量子蒙特卡罗模拟,我们揭示了部分填充烧绿石晶格上硬核玻色子的扩展哈伯德模型的全相图。当位间排斥占主导地位时,系统处于团簇莫特绝缘体相,其中整数个玻色子位于烧绿石晶格的四面体单元内。我们表明,完整的相图包含三个集群莫特绝缘体阶段与1/4,1/2和3/4玻色子填充,分别。我们进一步证明了这三种团簇莫特绝缘体都是库仑液相,其低能性质可用涌现紧致U(1)量子电动力学描述.除了测量团簇莫特绝缘体的比热和熵外,我们还研究了出射电场的关联函数,并验证了它与紧致U(1)量子电动力学描述的一致性。我们的结果揭示了各种烧绿石系统的磁性,以及集群磁铁的电荷物理。
2015-07-14 cond-mat.str-el
Chiral Bosonic Topological Insulator on the Honeycomb Lattice with Anisotropic Interactions
本文研究了各向异性最近邻排斥作用下蜂窝晶格上的硬核玻色子。使用量子蒙特卡罗(QMC)技术,我们提取的填充和各向异性方面的模型的相图。在半填充,我们发现一个二聚体绝缘体相位附近的最大各向异性,其特征在于由一个有限的拓扑纠缠熵$\ln(2)/2$,表示一个分数量子霍尔态玻色子。我们确定存在的边缘状态,并推导出一个基于QMC的方法来提取和验证其手征。值得注意的是,这一阶段出现在没有磁通量和没有明确的晶格挫折。
2020-12-21 cond-mat.str-el
Intertwined Order in Fractional Chern Insulators from Finite-Momentum Pairing of Composite Fermions
通过考虑正方格点Hofstadter模型中复合费米子配对所产生的格点分数量子Hall态,研究了分数Chern绝缘体中的纠缠序问题.在某些填充分数,磁平移对称性确保复合费米子形成具有多个口袋的费米子表面,导致在存在吸引相互作用的情况下形成有限动量库珀对。我们得到的平均场相图表现出丰富的条纹和拓扑相位阵列,建立成对的晶格N-H态作为一个理想的平台,调查拓扑和传统的对称性破缺秩序的交织。
2020-06-23 cond-mat.str-el
Heavy-Fermion Formation at the Metal-to-Insulator Transition in Gd$_{1-x}$Sr$_x$TiO$_3$
通过电阻率、比热和电子顺磁共振(EPR)等测试手段研究了钙钛矿型过渡金属氧化物Gd $_{1-x}$ Sr $_x$ TiO $_3$。从金属区($x \geq 0.2$)接近金属到绝缘体的转变,比热的索末菲系数$γ$变得强烈增强,并且电阻率在低温下二次增加,这两者都是强电子关联的指纹。动态磁化率的温度依赖性,从Gd $^{3+}$ -EPR线宽确定,信号的重要性,强自旋波动,观察到在重费米子化合物。
2001-02-08 cond-mat.str-el
Doped Mott insulator as the origin of heavy Fermion behavior in LiV2O4
采用局域密度近似和动力学平均场论相结合的方法,研究了在各种实验中观察到重费米子行为的LiV_2O_4的电子结构.为了在零温度下获得结果,我们采用投影量子蒙特卡罗方法作为杂质求解器。我们的研究结果表明,强相关的a1 g带是一个轻掺杂的莫特绝缘体,在低温下,它在费米能级上方显示出一个尖锐的(重)准粒子峰,这与Shimoyamada等人最近的光电发射实验一致。96 026403(2006)]。
2007-01-22 cond-mat.str-el
Dynamics of the one-dimensional Anderson insulator coupled to various bosonic baths
本文研究了一个在一维强随机势中传播的粒子与玻色介质的耦合。我们独立测试玻色子的各种属性(跳跃项,硬核效应和通用玻色子-玻色子相互作用),并表明玻色子行程是控制粒子动力学的基本成分。粒子与巡回声子或硬核玻色子的耦合会导致粒子从初始定域态的次扩散(或扩散)扩散而离域。即使当流动玻色子的频率和带宽保持比随机势的大小小一个数量级时,离域仍然有效。当粒子与定域玻色子耦合时,它的扩散保持对数甚至亚对数。后一个结果与生存概率一起表明,尽管粒子与玻色子耦合,但粒子仍然是局域的。
2018-05-10 cond-mat.str-el
Fermionic non-Abelian fractional Chern insulators from dipolar interactions
我们研究费米子的三角晶格模型,具有拓扑平带的特征在于非零陈数。我们的方案源于著名的Hofstadter模型,但次近邻跳频的介绍,这是至关重要的调谐最低频带接近平坦。不同于以往的建议与多粒子相互作用的必要性,我们认为更现实的长程偶极相互作用结合两体短程吸引费米子之间。我们实现了非阿贝尔$ν=1/2$摩尔-里德分数陈绝缘体,和更奇特的$ν=3/5$读-Rezayi分数陈绝缘体的存在的有力证据。我们的研究结果为通过真实的两体相互作用实验实现这些奇异态提供了新的见解,从而促进了普适拓扑量子计算的实现。
2015-03-24 cond-mat.str-el
Nature of Intermediate States between Superfluid and Mott insulator for Interacting Bosons in One-dimension with a Harmonic Trapping Potential
对于具有囚禁势的一维玻色子原子,在超流态和Mott绝缘态之间存在一个中间态的连续量子跃迁。这些跃迁是由俘获势与动能和相互作用之间的竞争相互作用引起的,揭示了新颖的多体效应,反映在低位激发行为、非常规长程关联和偶奇交替挤压过程中。超流玻色子进入莫特绝缘态。这些功能,最有可能是通用的所有尺寸时,涉及到一个陷阱的潜力,是相关的实验观察和物理解释的莫特绝缘体过渡。
2007-01-30 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
Transport anisotropy and metal-insulator transition in striped Dirac fermion systems
利用行列式量子蒙特卡罗方法,研究了相互作用二维Dirac费米子系统中由电荷密度条纹引起的金属-绝缘体跃迁。条纹的存在将使系统产生输运各向异性和绝缘中间相,并伴随着能带结构的变化和费米能级附近的态密度峰。在强关联情况下,条纹通过闭合能隙和破坏磁序与库仑排斥竞争,最终驱动处于Mott绝缘相的系统回到金属态.我们的研究结果为在实验中通过设置电荷条纹来改变输运性质提供了一种可行的方法。
2022-09-08 cond-mat.str-el
Dehybridization transition in Kondo insulators and heavy fermions
本文从非厄米系统理论视角回顾近藤绝缘体和重费米子中的去杂化现象,利用LDA+DMFT自能参数化讨论去杂化转变的本质及其对电子谱和输运性质的影响。
2025-05-07 cond-mat.str-el
Insulator phases of a mixture of spinor fermions and hard-core bosons
本文数值研究了自旋- $\tfrac{1}{2}$费米子和标量玻色子在硬核极限下的一维混合体。在考虑费米子-费米子排斥作用和玻色子-费米子排斥作用的情况下,我们找到了超流态和绝缘体态,并计算了它们的相图。我们确定,给定一个费米子密度$ρ_F$,绝缘体状态位于玻色子密度$ρ_B=1-ρ_F$和$ρ_B=1-\tfrac{1}{2}ρ_F$,并出现即使在没有费米子费米子耦合。此外,玻色子-费米子排斥驱动$ρ_B=1/2$的绝缘体波瓣内的量子相变。我们的预测可以在目前的冷原子实验平台上观察到。
2019-12-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Effective field theories for topological insulators by functional bosonization
利用泛函玻色化技术,在一般维$D=d+1$中讨论了用凝聚态中拓扑相的“流体动力学”自由度描述守恒U(1)流动力学的有效场论.对于非相互作用的拓扑绝缘体(超导体)具有保守的U(1)电荷,并以整数拓扑不变量为特征[更具体地说,它们是复对称类中的拓扑绝缘体(A类和AIII类)和八个实对称类中拓扑绝缘体的“初级系列”中],我们导出了补充了Chern-Simons项(当$D$为奇数时)或$θ$项(当$D$为偶数时)的BF型拓扑场论。对于以$\mathbb{Z}_2$拓扑不变量(主级数的第一和第二后代)为特征的拓扑绝缘体,通过降维得到了它们的拓扑场论.在此基础上,遵循Block和Wen关于分数量子霍尔效应的部分子构造的思想,讨论了假定的“分数”拓扑绝缘体及其可能的有效场论,并利用它们确定了这些非平凡量子相的物理性质.
2013-01-27 cond-mat.str-el
Fermions in optical lattices near a Feshbach resonance: from band insulator to Mott insulator
我们研究了深光晶格中两种费米子等量混合的模型,每个格点填充两个费米子。在弱的种间相互作用下,系统是带绝缘体。当物种间相互作用经由费什巴赫共振被调谐为大于与第一和第二布洛赫带的能量分离相关的能量时,原子均等地填充两个布洛赫带。由于两个带之间的耦合符合洪德规则,在光晶格的位置之间具有弱隧穿,系统变成具有自旋为1的海森堡反铁磁体的低能量有效哈密顿量的莫特绝缘体。我们讨论这两种类型的绝缘体的实验签名。
2006-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Three-dimensional Topological Insulators and Bosonization
三维时反不变拓扑绝缘体表面的无质量激发具有费米子和玻色子两种描述,分别起源于能带理论和流体力学BF规范理论。我们分析了狄拉克费米子和紧化玻色子的相应场论,并在三维环面几何上计算了它们的配分函数。然后,我们发现一些非动力学的玻色子化在(2+1)维的确切性质,关于费米子宇称和自旋扇区。利用这些结果,我们扩展Fu-Kane-Mele稳定性参数分数拓扑绝缘体在三维空间。
2016-12-15 cond-mat.str-el hep-th
Bosonic Topological Insulators and Paramagnets: a view from cobordisms
我们分类玻色子拓扑绝缘体和Paramagnets在D<=4空间维使用配边的方法。对于D<4,我们确认,唯一不符合群上同调分类的相是受时间反演对称性保护的3D玻色子拓扑绝缘体,其表面允许全费米子拓扑有序态。当D=4时,存在唯一的“超群上同调”相。它受到边界理论的引力异常的保护,并且是稳定的,没有任何额外的对称性。
2014-11-14 cond-mat.str-el hep-th
Tunable Dirac Fermion Dynamics in Topological Insulators
三维拓扑绝缘体具有绝缘体态和金属表面态的特征,其中包含了狄拉克费米子,它们表现为无质量的相对论粒子。这些狄拉克费米子在拓扑绝缘体中实现了许多新奇的量子现象,并在自旋电子学和量子计算中有潜在的应用。因此,必须了解狄拉克费米子的电子动力学,即,它们如何与其他电子、声子和无序相互作用。利用超高分辨角分辨光电子能谱研究了Bi_2(Te,Se)_3拓扑绝缘体中狄拉克费米子的动力学行为.我们直接揭示了这些拓扑绝缘体中的电子-声子耦合特征,并发现电子-无序相互作用是散射过程中的主导因素。Bi 2(Te 3-xSex)拓扑绝缘体中的狄拉克费米子动力学可以通过改变组分x或通过控制载流子来调谐。我们的研究结果为理解拓扑绝缘体中狄拉克费米子的电子动力学和工程设计其表面态的基础研究和潜在应用提供了重要信息。
2013-02-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Composite fermions description of fractional topological insulators
我们提出了一个阿贝尔时间反演分数拓扑绝缘体的$\mathbb{Z}_{2}$分类的复合费米子图片。我们考虑标准的玩具模型,其中自旋向上和向下的电子受到相反的磁场,只有相同自旋的电子通过排斥力相互作用。将复合费米子方法应用于该时间反演对称系统,我们能够得到具有自旋霍尔电导$σ_{s}=\frac{e}{2π}\frac{p}{2mp+1} $的拓扑绝缘体的体系,为$p,m \in\mathbb{N}$。他们显示稳定的边缘状态,只有奇数$p$,作为一个直接后果的克莱默定理。
2012-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Superfluid-Insulator Transition and Fermion Pairing in Bose-Fermi Mixtures
众所周知,当晶格势增加时,光晶格上的玻色子会经历二级超流-绝缘体转变(SIT)。本文研究了费米子与玻色子共存时的SIT。我们发现当费米子存在时,动力学指数z=1的粒子-空穴对称SIT的临界性质被修改;它要么成为波动驱动的一级跃迁,要么成为不同的二级跃迁。另一方面,更一般的粒子-空穴不对称(z=2)SIT对与费米子的耦合是稳定的。我们还讨论了在SIT附近由量子临界涨落介导的费米子间的配对相互作用。
2008-02-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconducting proximity effect and Majorana fermions at the surface of a topological insulator
研究了s波超导体与强拓扑绝缘体表面态之间的邻近效应。所得的二维态类似于无自旋的p_x+ip_y超导体,但不破坏时间反演对称性。这种状态支持马约拉纳束缚态的旋涡。我们表明,由拓扑绝缘体介导的超导体之间的线性结形成一个非手性1维线的马约拉纳费米子,从这些结形成的电路提供了一种方法,用于创建,操纵和融合马约拉纳束缚态。
2008-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-selective insulators
自旋选择绝缘体出现在由两个内部自由度的费米子和另一个载流子组成的系统中,该载流子可以是费米子或玻色子。这些绝缘体的特征是一种费米子的无隙态和另一种费米子的绝缘体态,后者满足一个包含另一种载流子的双态关系。我们回顾了这些独特的绝缘体出现的不同情况,专注于玻色费米混合物,最近和有前途的情况下观察这些绝缘体在冷原子设置。
2022-09-09 cond-mat.str-el quant-ph
Metal-insulator (fermion-boson)-crossover origin of pseudogap phase of cuprates I: anomalous heat conductivity, insulator resistivity boundary, nonlinear entropy
在铜氧化物物理的所有实验观测中,当超导性被抑制时,在强磁场下铜氧化物温度掺杂相图的赝能隙(PG)区域中看到的金属-绝缘体-交叉(MIC)可能是最有趣的一个。因为人们预计这些材料的PG正常状态,就像传统的超导体一样,是导电的。该MIC通过热导率下降、反常洛仑兹比、绝缘体电阻边界、非线性熵、电阻温度上升、绝缘基态、向列相和条纹相以及费米口袋等现象揭示出来,明确地表明了高温超导性出现的绝缘正常态。在目前的工作(第一条),我们讨论的MIC现象中提到的文章的标题。第二项工作(第二条)将致力于讨论其他上述MIC现象,并解释最近的观察结果中隐藏的磁秩序和扫描隧道显微镜(STM)实验自旋和电荷波动的内PG和HTS对。我们发现所有这些MIC(文献中称为非费米液体)现象都可以在我们最近发展的库仑单玻色子和单费米子双液体模型中得到,MIC是单费米子到单玻色子的交叉。我们证明了这种MIC起源于库仑双液模型的玻色子和费米子,费米子的起源是这些玻色子。当掺杂量增加到临界值或温度增加到PG边界温度时,玻色子系统发生玻色子绝缘体-玻色子金属-费米子金属的转变。
2017-03-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Signatures of metal-insulator and topological phase transitions in the entanglement of one-dimensional disordered fermions
我们研究了一维无序费米子,它们要么经历金属-绝缘体跃迁,要么经历拓扑相变成为平凡的安德森绝缘体。我们专注于使用纠缠来阐明费米子的空间,动量和内部自由度是如何受到这种情况下的无序的影响。我们开发的纠缠工具,揭示了存在的金属状态的存在下的混乱,并进一步显示出明确的签名,即使在存在相互作用的相应的本地化过渡。在内部自由度与电子运动相耦合的系统中,拓扑相位会发展。我们将一个拓扑绝缘体模型置于不同类型的无序状态下,并讨论了即使在强无序状态下,系统的拓扑结构如何通过纠缠被捕获。
2014-03-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Photoexcited electron dynamics in Kondo insulators and heavy fermions
研究了近藤绝缘体SmB_6和重费米子金属YbAgCu_4中光激发载流子的弛豫动力学随温度和激发能级的变化。动态响应被发现是强烈的温度依赖性和非线性。的数据进行了分析与Rothwarf-Taylor瓶颈模型,其中的动力学是由费米能级附近的状态密度的存在下,一个狭窄的差距。与模型的显着协议表明,在一个广泛的类重电子系统(金属和绝缘体)的载流子弛豫是由一个(弱温度依赖性)杂交间隙的存在。
2005-12-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological phases: Classification of topological insulators and superconductors of non-interacting Fermions, and beyond
在简要回顾了基于量子纠缠的物质拓扑相的观点,以概述一般的背景下,我们给出了不同的方法来分类问题的拓扑绝缘体和超导体的非相互作用费米子的概述。特别是,我们回顾了一些详细的一般对称性方面的“十倍的方式”,形成的基础上的分类,并把不同的方法相互之间的关系的分类。最后,我们简要地提到了一些相互作用的效果,主要是在三个空间维度上获得的结果。
2015-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
On the metal-insulator transition in the two-chain model of correlated fermions
利用t-J模型的一个可解极限和两链模型的各种强耦合极限和弱耦合极限处于同一相位,即具有相同的低能性质的事实,研究了关联费米子两链系统中掺杂诱导的金属-绝缘体相变.结果表明,当接近绝缘态(半填充态)时,Luttinger液体参数K ρ取普适值1,这意味着主导的d型超导涨落与相互作用强度无关。讨论了在接近跃迁时,相关性从交叉到绝缘的行为。
1998-07-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superfluid-insulator transitions of the Fermi gas with near-unitary interactions in a periodic potential
我们考虑自旋1/2费米子的质量m附近的幺正极限的相互作用。在外加的周期性势幅值为V,周期为a,且每个晶胞中费米子密度为偶数的情况下,在临界V=Vc处,超流态和绝缘基态之间存在二阶量子相变。我们在一个具有Sp(2N)自旋对称性的模型中计算了N=无穷大时的万有比Vc m a^2 / h^2。绝缘体介于费米子的带状绝缘体和费米子对的莫特绝缘体之间。我们讨论了最近的实验的影响。
2007-08-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Composite fermions and the field-tuned superconductor-insulator transition
在几个二维薄膜中,表现出磁场调谐的超导体到绝缘体的转变(SIT),稳定的金属相已被观察到。的SIT的“脏玻色子”的描述的基础上,我们建议,金属区域是类似于复合费米液体观察到的二维电子气的半满朗道水平。这里的复合费米子是附着在一个出射规范场的一个通量量子上的移动涡旋。复合涡旋液体是一种二维非费米液态金属,我们认为它对弱淬火无序是稳定的。我们描述了几个实验结果的紧急复合涡流液体。
2015-09-25 cond-mat.str-el hep-th
Superconductor-insulator transition induced by pressure within the X-boson approach
在$ U = \infty $极限下,考虑f-电子间的近邻吸引作用,计算了周期性Anderson模型(PAM)的压力诱导超导相图.我们分析了化学势的作用相比,几个图的f-带态密度,我们还发现了一个超导体-绝缘体的转变时,由压力引起的化学势穿过杂化间隙。
2020-09-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The surface states of topological insulators - Dirac fermion in curved two dimensional spaces
拓扑绝缘体的表面是一个封闭的二维流形。在弯曲的二维空间中,表面态由狄拉克哈密顿量描述。对于磁场垂直于上下表面的板状样品,在四个侧面上都存在离域的手征态。这些“手征片”携带电荷和自旋流。在强磁场中,量子化电荷霍尔效应($\s_{xy}=(2n+1)e^2/h$)与自旋霍尔效应共存。
2009-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dynamical self-stabilization of the Mott insulator: Time evolution of the density and entanglement entropy of out-of-equilibrium cold fermion gases
通过计算超冷费米子原子气体从光阱中释放时的时空分辨密度和熵分布,数值研究了非平衡莫特绝缘体的时间演化.对于绝热,温和和突然关闭的捕获电位,的莫特绝缘体的平衡动力学被发现是深刻的带绝缘体和金属相的不同,显示出自诱导的稳定性,是强大的密度,系统的大小和相互作用强度的范围内。纠缠熵和相变之间的联系,已知的平衡的情况下,被发现扩展到平衡制度。最后分析了系统的长期行为与热化极限之间的关系。
2011-02-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Superfluid-Insulator transitions of bosons on Kagome lattice at non-integer fillings
本文利用对偶性分析方法研究了Kagome晶格中无公度填充因子f=1/2和2/3时玻色子的超流-绝缘体跃迁。我们发现,在f=1/2时,玻色子总是处于超流相,并证明了由于Aharanov-Bohm笼效应导致的涡旋动力学局域化的对偶(骰子)晶格的T_3对称性是这一现象的核心。相反,当f=2/3时,我们发现玻色子在超流和平移对称破缺的Mott绝缘相之间存在量子相变。我们讨论了可能打破的对称性的莫特阶段,并阐述了这样一个过渡的理论。最后,我们将玻色子系统映射到磁场中的XXZ自旋模型,并利用所得结果讨论了该自旋模型的性质。
2006-07-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Gapless Fermionic Systems as Phase-space Topological Insulators: Non-perturbative Results from Anomalies
提出统一理论描述无隙费米子系统的拓扑响应与反常,通过建立无隙费米子与相空间拓扑绝缘体的直接联系,无需微观细节即可获得低能性质与响应理论。
2025-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Quantum Hall effect of the surface states in topological insulator
在边缘态框架下研究了垂直磁场作用下拓扑绝缘体表面态的量子霍尔效应。狄拉克费米子的运动将形成离散的朗道能级,其中完全饱和的零模将根据狄拉克费米子有效质量的符号在边界附近有不同的行为。霍尔电导被量子化为n(n为整数),单位为:正质量为e^2/h,负质量为n+1,无质量费米子为n+1/2。在拓扑绝缘体中,狄拉克费米子的质量项可以是磁场中的塞曼耦合,也可以是薄膜中的有限尺寸效应引起的。例如Bi_2Se_3的g因子是正的,对狄拉克费米子产生正的质量项。我们致力于拓扑绝缘体中量子霍尔效应的实验实现。
2009-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Composite Fermion Theory of Fractional Chern Insulator Stability
University of Washington(华盛顿大学);Boston College(波士顿学院)
该研究通过复合费米子理论分析分数Chern绝缘体的稳定性,结合实验数据验证了理论模型的准确性。
2026-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Majorana Fermions in Proximity-coupled Topological Insulator Nanowires
一个拓扑绝缘体纳米线,邻近耦合到一个普通的体s波超导体和受到纵向施加的磁场,实现了一个一维拓扑超导体与未成对的马约拉纳费米子定位在两端。这种情况发生在广泛的条件下,并且构成了在固态系统中最容易实现的难以捉摸的马约拉纳粒子的物理实现。
2011-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Complete phase diagram and topological properties of interacting bosons in one-dimensional superlattices
从拓扑学的角度研究了一维反演对称超晶格中的相互作用玻色子。通过原子极限分析和量子蒙特卡罗模拟得到了完整的相图,它包括三种相:超流相、持续电荷密度波相和莫特绝缘体相以及最近邻跳跃下的涌现绝缘体相.我们发现所有的涌现绝缘体都是拓扑的,它们的特征是Berry相$π$和一对简并的带内边界态。定性地讨论了拓扑玻色子绝缘体的形成机理,并将填充率较高的拓扑玻色子绝缘体理解为在平凡电荷密度波或莫特绝缘体背景下的$\frac{1}{3}$填充拓扑相.
2015-04-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Dirty-boson physics with magnetic insulators
我们回顾了最近的理论和实验的努力,旨在调查的物理相互作用的无序玻色子(所谓的脏玻色子)的背景下,量子磁性。脏玻色子的物理学与各种各样的凝聚态系统有关,包括多孔介质中的氦,颗粒超导体和无序光学势中的超冷原子,仅举几例。然而,从局部的玻色玻璃相到有序的超流凝聚相的转变的理解仍然是一个根本性的开放问题。还有待建设的是一个定量描述的高度不均匀和强相关的阶段连接的过渡。我们讨论了如何在一个强磁场无序磁绝缘体可以提供一个良好的控制实现上述过渡。将数值模拟与真实材料的实验相结合,可以揭示临界行为的一些基本性质,例如临界温度与接近量子临界点的凝聚的比例。
2013-05-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Hidden Charge 2e Boson in Doped Mott Insulators: Field Theory of Mottness
通过对远离化学势的自由度进行积分,我们建立了掺杂莫特绝缘体(如高温超导体)的低能理论。无论是空穴或电子掺杂,电荷2e玻色子场出现在低能量。电荷2e玻色子介导了动力学光谱重量转移通过莫特间隙,并通过绑定空穴产生新的电荷e激发。结果是在化学势以下的电子色散出现了分叉,正如最近在Pb掺杂的Bi_2Sr_2CaCu_2 O_{8+δ}(Pb 2212)的角分辨光电发射中所观察到的那样。
2007-07-12 cond-mat.str-el hep-th
Model Realization and Numerical Studies of a Three-Dimensional Bosonic Topological Insulator and Symmetry-Enriched Topological Phases
研究了(3+1)维中受电荷守恒和时间反演对称性保护的相互作用玻色子的拓扑相。我们提出了一个明确的晶格模型,实现了这一阶段,可以在无符号蒙特卡罗模拟研究。我们的模型背后的想法是将玻色子绑定到称为刺猬的拓扑缺陷上。我们确定的模型的相图,并确定一个阶段,这样的束缚态增殖。在这一阶段,我们观察到一个威滕效应的体积,其中一个外部的束缚的基本玻色子电荷的一半,这证实了它是一个玻色子拓扑绝缘体。我们还研究了拓扑绝缘体与平凡绝缘体之间的边界。我们发现一个表面的相图,其中包括外来的超流体,拓扑有序相,和一个相位与霍尔效应量化到一半的值可能在一个纯粹的二维系统。我们还提出了模型,通过将多个刺猬绑定到每个玻色子,实现了丰富的拓扑有序的阶段,这些阶段显示电荷分馏和内在的拓扑顺序,以及分数威滕效应。
2014-08-05 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-lat
Fractionalized fermionic quantum criticality in spin-orbital Mott insulators
我们研究了具有自旋和轨道自由度的莫特绝缘体的二维模型中拓扑相之间的跃迁。该模型在(2+1)维的分数化Gross-Neveu $^\ast$普适类中实现了费米量子临界点。它们的特点是由相同的一组临界指数作为他们的普通Gross-Neveu同行,但具有不同的能量谱,反映了非平凡的拓扑结构的相邻阶段。我们在正方形晶格模型中,精确映射到$t$ - $V$模型的无自旋费米子,使我们能够利用大规模的数值结果,以及在蜂窝晶格模型中,我们采用$ε$ -扩展和大- $N$方法来估计的临界行为。我们的结果是潜在的莫特绝缘体与$d^1$电子配置和强自旋轨道耦合,或扭曲双层结构的Kitaev材料。
2020-11-13 cond-mat.str-el hep-th
Semi-metal-insulator transition on the surface of a topological insulator with in-plane magnetization
接近三维拓扑绝缘体表面的铁磁有序材料薄膜明显打破了表面态的时间反演对称性。对于表面上的面外铁磁序参量,由于狄拉克费米子变得有质量,宇称也被打破。这反过来又导致生成的拓扑陈-西蒙斯项的量子涨落。另一方面,对于面内磁化,表面态对于非相互作用的狄拉克费米子保持无隙。在这项工作中,我们研究的可能性自发打破的奇偶校验由于一个动态的间隙产生的表面上存在的本地,哈伯德,相互作用的强度$g$之间的狄拉克费米子。如果狄拉克费米子的个数$N$是奇数,则当$g$大于某个临界值g_c时,产生能隙和Chern-Simons项.对于偶数个狄拉克费米子,质量成对产生,符号相反,没有陈-西蒙斯项产生。我们讨论了我们的结果的背景下,最近的实验在EuS/Bi_2Se_3异质结。
2013-08-29 cond-mat.str-el hep-th
Correlated insulator of excitons in WSe2/WS2 moiré superlattices
本研究在WSe2/WS2莫尔超晶格中首次观察到激子形成的玻色子关联绝缘体,并发现其随电荷密度可连续转变为电子关联绝缘体,为工程化玻色子相提供了新平台。
2023-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coulomb interaction and semimetal-insulator transition in graphene
无质量狄拉克费米子之间的强库仑相互作用可以通过动态地产生激子费米子间隙来驱动单层石墨烯中的半金属-绝缘体转变。存在将半金属相与绝缘体相分离的临界相互作用强度$λ_c$。我们计算了系统的比热和磁化率,表明它们在半金属和绝缘体相中表现出不同的行为。
2010-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetoresistance and localization in bosonic insulators
我们研究硬核玻色子的强局域化。使用定位器扩展,我们发现,在绝缘体中,不同于典型的费米子问题,几乎所有的低能量散射路径来与正振幅,因此建设性地干涉。因此,当相长干涉被磁场抑制时,玻色子激发的局域化长度收缩,导致指数级大的正磁阻,与费米子中的类似效应相反且明显强于费米子中的类似效应。在前向散射近似下,我们发现能量最低的激发离域最大。一个类似的分析适用于随机场伊辛模型表明,有序过渡是由于在零能量开始的离域,而不是由于在顺磁体的流动性间隙的关闭。
2013-07-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Manipulation of Majorana fermion, Andreev reflection and Josephson current on topological insulators
本文从理论上研究了三维拓扑绝缘体(TI)表面形成的正常金属(N)/铁磁绝缘体(FI)/超导体(S)结和S/FI/S结的电荷输运性质,其中FI/S界面存在手征Majorana模(CMM)。我们发现N/FI/S和S/FI/S结中产生的CMM对FI区的磁化方向${\bm m}$有非常敏感的控制作用。特别地,S/FI/S结中约瑟夫森电流的电流-相位关系具有既不为0也不为$π$的相移,它可以通过垂直于界面的${\bm m}$分量连续调谐。
2009-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interacting fermionic topological insulators/superconductors in three dimensions
对称保护拓扑(SPT)相是拓扑绝缘体概念在相互作用系统中的最小推广。在本文中,我们描述的分类和性质的三维(3D)的电子系统具有一些不同的对称性,这样的相位。对于代表所有类的对称性,在著名的10重方式的自由费米子拓扑绝缘体/超导体,我们确定的稳定性相互作用。通过结合玻色子SPT相的结果,我们得到了这些对称性的电子三维SPT相的分类。在正规U(1)子群的情况下,我们证明了这种分类是完全的。我们描述了这些状态的非平凡的表面和体积属性。特别是,我们讨论了有趣的相关表面状态,没有捕获在一个自由费米子描述。我们表明,在许多情况下,但不是所有的情况下,表面可以缺口,同时保持对称性,如果它发展内在的拓扑秩序。
2015-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con