Hidden order and multipolar exchange striction in a correlated f-electron system
某些材料的低温相的有序性并不能通过实验直接看到。这种“隐藏的秩序”(HO)可能会激发数十年的研究,以确定这些奇异物质状态的机制。在绝缘体中,HO阶段起源于本地化的f或d壳层上的简并多电子态,这些壳层可能具有高阶多极矩。再加上站点间的交换,这些时刻形成了一个巨大的空间竞争序参量。在这里,我们展示了如何基态秩序和磁激发的一个典型的HO系统,二氧化镎NPO $_2$,可以充分描述的低能量哈密顿量来自多体从头算力定理方法。Np $^{4+}$离子的最低晶场四重态之间的超交换相互作用诱导了时间奇秩-5(triakontadipolar)矩的初级非共线阶,次级四极阶保持了NpO $_2$的立方对称性。我们的研究还揭示了NpO $_2$ HO相反常体积收缩背后的非常规多极交换-伸缩机制。
2021-04-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Swapping exchange and spin-orbit induced correlated phases in proximitized Bernal bilayer graphene
研究近邻化Bernal双层石墨烯异质结构,通过电调层极化互换交换与自旋轨道耦合,在单一器件中实现Stoner和谷间相干等关联相的全面探索。
2025-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Novel approaches to spectral properties of correlated electron materials: From generalized Kohn-Sham theory to screened exchange dynamical mean field theory
涌现材料最吸引人的特性是其电子自由度的高度相关量子态的典型结果。从第一性原理描述这些材料仍然是现代凝聚态理论的一个挑战。在这里,我们回顾,应用和讨论相关电子材料的光谱特性的新方法,评估当前的电子结构计算的预测能力。特别是,我们集中在最近的屏蔽交换动态平均场论计划和它的关系,广义Kohn-Sham理论。这些概念在过渡金属磷属元素化物BaCo $_2$ As $_2$和元素锌和镉上进行了说明。
2017-07-03 cond-mat.str-el
Environment effects on effective magnetic exchange integrals and local spectroscopy of extended strongly correlated systems
本文分析了不同环境因素对强关联系统局域光谱的影响。我们发现,通常的形式电荷定义的电荷转移和Madelung势是太粗糙的嵌入碎片计算中的本地激发能的准确测定。提出了一个在无限大系统态密度下嵌入有效性的判据。
2003-12-15 cond-mat.str-el
Effective Heisenberg model and exchange interaction for strongly correlated systems
我们考虑了扩展的哈伯德模型,并引入了相应的类海森堡问题的自旋算符。派生的形式主义是让人想起安德森的想法的有效交换相互作用,并考虑到非局部相关效应。交换相互作用和磁化率的结果表示在单粒子的数量,这可以有效地获得在多频带系统的实际计算。在强自旋极化极限下,当局部磁矩定义明确时,交换相互作用简化为密度泛函理论的标准表达式,该理论已成功地用于实际材料磁性的实际计算。
2018-06-14 cond-mat.str-el
Effects of correlated disorder on the magnetism of double exchange systems
研究了由化学掺杂或局域晶格畸变引起的短程关联无序对三维双交换系统铁磁性的影响。为此,我们整合出的载流子和处理的本地随机相位近似下,其可靠性表明,直接与蒙特卡罗模拟的无序自旋哈密顿量。我们发现大规模的电荷,耦合和自旋密度的不均匀性。与均匀情况相比,我们得到了更大的居里温度($T_{C}$)和非常小的自旋刚度($D$)。因此,锰氧化物中测得的$\frac{D}{T_{C}}$的大变化可以用相关无序来解释。本工作还提供了双交换体系中Griffiths相的微观模型。
2007-07-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Combined Semilocal Exchange Potential with Dynamical Mean-Field Theory
现代半定域交换势是密度泛函理论精确交换势的一个精确有效的近似。我们尝试将它与动力学平均场论结合起来,导出一种新的研究关联电子材料的第一性原理多体方法。作为范例,这种方法被用来研究强关联离子绝缘体YbS的电子结构和光学性质。与标准密度泛函理论加上动力学平均场论相比,新方法正确地捕捉了YbS的所有重要特征,这是令人惊讶的。不仅成功地再现了Yb-$f$态与导带之间的能隙,而且在电导率$σ(ω)$中没有Drude峰.
2016-09-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of Hund's exchange on the spectral function of a triply orbital degenerate correlated metal
本文提出了一种基于动力学平均场论的方法,该方法能够给出自旋旋转下具有Hund交换不变量的三重简并哈伯德模型的激发谱。晶格问题可以映射到一个包含64个局域本征态的局域Anderson模型上。这个局部问题是解决了广义非交叉近似。Hund的耦合J的影响进行了详细研究金属状态接近的金属绝缘体过渡。带填充的低能动力学的J的影响,发挥了至关重要的作用。
2005-11-15 cond-mat.str-el
Signatures of Weyl fermion annihilation in a correlated kagome magnet
量子物质中拓扑态的操纵是基础物理学和下一代量子技术的重要追求。本文报道了用高分辨光电子能谱观测到的可果美自旋轨道半金属Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$中外尔费米子的磁操纵。我们证明了交换崩溃的自旋轨道缺口铁磁外尔环顺磁狄拉克环下的磁秩序的抑制。我们进一步观察到,拓扑费米弧消失在顺磁相,这表明湮灭的交换分裂外尔点。我们的研究结果表明,磁交换坍缩自然驱动外尔费米子湮灭,相关的序参量下的工程拓扑打开了新的机会。
2022-01-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nonadiabatic exchange-correlation kernel for strongly correlated materials
我们制定了一个严格的方法来计算非绝热(频率依赖)交换相关(XC)内核需要正确描述的平衡和非平衡性质的强关联系统的含时密度泛函理论(TDDFT)。为此,我们使用由动力学平均场论(DMFT)为有效多轨道哈伯德模型提供的电荷磁化率的表达式。我们测试了我们的形式主义,将其应用到一个频带的哈伯德模型:我们的非绝热内核导致一个显着的修改的激发光谱,移动的峰值出现在绝热(简化)的解决方案,并披露一个新的,在协议与DMFT解决方案。我们还使用我们的方法来跟踪的非平衡电荷密度响应的多轨道钙钛矿莫特绝缘体,YTiO 3,由飞秒(fs)激光脉冲的扰动。结果与相应的绝热形式主义所提供的结果有很大的不同。这些初步的研究表明,电子-电子关联和非绝热的功能可以显着影响的光谱和强关联系统的非平衡性质。
2014-10-10 cond-mat.str-el
Magnetization Relaxation and Collective Spin Excitations in Correlated Double--Exchange Ferromagnets
研究了关联双交换铁磁体的自旋弛豫和集体自旋激发动力学。为此,我们引入了一个扩展的格林函数方程的运动,对待非微扰之间的所有相关性的一个给定的自旋和电荷激发,并成为准确的子空间内的状态。我们的方法对待放松超出费米的黄金法则,同时恢复以前的变分结果的自旋波色散。我们发现,自旋-波退相速率的动量依赖性定性地改变,由于现场库仑相互作用,在一种类似于实验的方式,并取决于它的相互作用与磁交换相互作用和巡回自旋寿命。我们发现,集体自旋弛豫及其对载流子浓度的依赖性敏感地依赖于自旋激发与费米海电子和空穴之间的三体关联。上述自旋动力学可以通过巡回载体群体来控制。
2008-10-29 cond-mat.str-el
Nonlocal Exchange Interactions in Strongly Correlated Electron Systems
我们在$SU(2)$ -Hubbard-Heisenberg模型下研究了铁磁非定域交换对关联电子的影响,讨论了在位相互作用诱导的局域磁矩的形成以及铁磁直接和反铁磁动力学交换相互作用的竞争.为了更好地模拟系统的热力学性质,在很大程度上考虑了系统中在位相互作用驱动的关联,我们提出了[M. Schüler等人,物理修订版信函111,036601(2013)]以通过引入辅助磁场来解释明确对称破缺的电子相位。在将该方法与有限系统的精确解进行比较后,我们研究了正方形格子上的$SU(2)$ -Hubbard-Heisenberg模型。用关联变分方法得到了$SU(2)$ -Hubbard-Heisenberg模型的$U$ - $J$有限温度相图,并与静态平均场论进行了比较.虽然广义变分原理和静态平均场论产生过渡占主导地位的铁磁反铁磁相关的相图中的类似区域,我们发现,相关的相transistions的性质不同的两种方法之间。在广义变分法中占的波动使过渡连续,而静态平均场论预测铁磁和反铁磁有序状态之间的不连续过渡。
2019-11-13 cond-mat.str-el
Electronic structure and magnetic properties of correlated metals: A local self-consistent perturbation scheme
在从头算动力学平均场论的框架下,提出了一种结合T矩阵和涨落交换近似的新的微扰方法。这种方法比精确的量子蒙特卡罗方法计算量小,并且能充分描述磁性金属的电子结构和交换作用。我们讨论了一个简单的表达式对应的交换相互作用的忽略的顶点修正成为精确的自旋波刚度的局部近似。讨论了铁磁镍的电子结构、关联效应和交换作用。
2002-04-25 cond-mat.str-el
Nature of the Doping-Driven Metal-Insulator Transition in Correlated Electron Systems with strong Hund's Exchange Coupling
研究了有限温度下具有Hund交换耦合的多轨道哈伯德模型中掺杂驱动的Mott金属-绝缘体相变。在单轨道哈伯德模型中,跃迁在动力学平均场论中是一阶的,有一个共存区域,在这个区域中两个解可以稳定。我们发现,在有限的洪德耦合的存在下,绝缘相连接到一个坏的金属相,这延伸到令人惊讶的大掺杂。虽然分数幂律行为的松原轴上的自能被发现在两侧的过渡,与冻结的本地时刻的制度发展只在分支连接到绝缘相。
2019-07-11 cond-mat.str-el
Calculation of generalized spin stiffness constant of strongly correlated doped quantum antiferromagnet on two-dimensional lattice and it's application to effective exchange constant for semi-itinerant systems
基于二维正方晶格上的强关联t-J模型,对零温下掺杂量子反铁磁体的广义自旋刚度常数随掺杂浓度的变化进行了解析和数值研究.的刚度常数对掺杂的理论依赖性的性质显示出惊人的相似性与有效的交换常数,从其他理论和实验技术相结合,在低掺杂区域。这种对应关系再次证明,即使在强关联的半巡游系统中,自旋刚度也可以很好地发挥有效交换常数的作用。我们的理论曲线的刚度常数对掺杂浓度在整个掺杂区域表现出各种特性的功能,如可能的交叉在较高的掺杂区域和持久性的短程有序,即使是非常高的掺杂与自旋刚度完全消失发生只有接近100%掺杂。我们的结果得到了其他各种理论方法的很好的支持,也带来了一些限制。我们的详细分析突出了自旋刚度的研究的重要性,正确理解磁关联在一个半巡回磁系统所描述的强相关的t-J模型。此外,我们的基本形式也可以用于确定的有效交换常数和流动磁系统的磁相关,在一般情况下,在一个新的方式。
2016-07-23 cond-mat.str-el
Magnetic anisotropy from interligand hopping in strongly correlated insulators: application to the magnon spectrum of CrI$_3$
RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)(RIKEN 新兴物质科学中心);Zernike Institute for Advanced Materials, University of Groningen(格罗宁根大学泽尼克先进材料研究所);CNR-SPIN Institute for Superconducting and other Innovative Materials and Devices(CNR-SPIN 超导及其他创新材料与器件研究所)
研究强关联绝缘体中配体跃迁引起的磁各向异性,通过有效方法计算自旋间交换相互作用,揭示CrI$_3$中自旋各向异性和磁子谱特性。
2026-03-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Eclipsing Kitaev: off-diagonal exchange governs the correlated high-field phases of $β$-Li$_2$IrO$_3$
Institute of Science and Technology Austria(奥地利科学技术研究院);Loughborough University(拉夫堡大学);University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);Lawrence Berkeley National Laboratory(劳伦斯伯克利国家实验室)
研究β-Li₂IrO₃的高场相图,通过磁致磁化率测量发现其相结构依赖方向,用基于对称性的J-K-Γ模型及微观计算表明非对角Γ交换耦合磁序稳定高场相,解释了候选材料中场致自旋液体预期未实现的原因。
2026-07-08 cond-mat.str-el
Quantum Algorithms to Determine Spin-Resolved Exchange-Correlation Potential for Strongly Correlated Materials
University of Central Florida(中佛罗里达大学)
本文提出量子算法框架,利用变分量子本征求解器确定强关联材料的自旋分辨交换关联势,通过Hubbard模型验证方法的准确性。
2026-07-07 cond-mat.str-el
BosonFlow: A C++ codebase for dynamic fRG and single-boson exchange in correlated fermion systems
Ruhr-University Bochum(波鸿鲁尔大学);Max-Planck-Institut für Festkörperforschung(马克斯·普朗克固体研究所);Vienna University of Technology(维也纳工业大学);Universität Tübingen(蒂宾根大学)
BosonFlow提供了一种统一的C++实现,用于在紧束缚和杂质模型中基于单玻色子交换形式主义的动态fRG和帕尔quet方程,计算动态顶点和自能,支持多种自能流方程、截断方案和扩展。
2026-04-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
First- principle calculations of magnetic interactions in correlated systems
基于关联磁性晶体的实际电子结构,提出了一种基于频率相关自能的局域方法计算有效交换相互作用参数的新方法.密度泛函理论中的“局部力定理”的类似物被证明是高度关联系统。导出了有效交换参数、Dzialoshinskiii-Moriya相互作用和磁各向异性的表达式.本文采用数值精确的QMC方法,考虑局域关联效应,对铁磁体的磁激发谱进行了第一性原理计算。
1999-04-29 cond-mat.str-el
Hole doping in compositionally complex correlated oxide enables tunable exchange biasing
磁界面及其产生的现象推动了现代自旋电子学的设计和基础研究。近年来,研究发现,通过设计结构复杂的熵稳定氧化物的磁阻挫,可以在结构单一的单晶薄膜中产生交换偏置。这消除了在磁响应现象的设计和控制中对复杂异质结构和纳米复合材料的需要。在这项工作中,我们证明了通过孔掺杂的高熵钙钛矿氧化物,可以实现磁响应的调谐。详细的磁强计,我们显示磁耦合表现出各种磁响应,包括交换偏置和反铁磁自旋反转的熵稳定的ABO 3钙钛矿氧化物La 1-xSrx(Cr0.2Mn0.2Fe0.2Co0.2Ni0.2)O3家庭。我们发现,操纵的A-网站的电荷状态可以用来平衡磁相组成和耦合响应。这允许创建高度可调的交换偏置响应。在低Sr掺杂制度中,在反铁磁相边界处产生的自旋受抑区域被示出为直接耦合到膜的反铁磁矩,并作为主导机制出现,导致响应于场偏置的磁化循环的垂直移位。在较高的浓度下,观察到反铁磁和铁磁区域的直接耦合。这种磁耦合的可调谐性进行了讨论,在这三个竞争的磁相的背景下,揭示了关键功能,通过利用自旋挫折和高熵氧化物中的无序设计交换偏置。
2023-03-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Analytical Theory of Strongly Correlated Wigner Crystals in the Lowest Landau Level
在这项工作中,我们提出了一个强关联的Wigner晶体(WCs)在最低朗道水平(LLL)的分析理论,通过构建一个近似的,但准确的有效的两体相互作用的复合费米子(CFs)参与的WCs。这就需要积分出所有周围CF的自由度,我们通过用δ函数近似它们的波函数来解析地完成。这种方法产生的各种强关联WC的能量是在良好的协议与从蒙特卡罗模拟的全CF晶体波函数。我们计算的压缩性强相关WC在LLL和预测不连续的变化在分离不同的晶相的相边界。
2015-06-23 cond-mat.str-el
Magnetic impurity in correlated electrons system
利用密度矩阵重整化群方法研究了关联电子系统中的磁性杂质。关联电子系统用一维哈伯德模型描述。在半填充,我们确认的单重态的结合能在弱耦合制度呈指数增加,并在强耦合制度的相关性成反比下降。自旋-自旋关联随离杂质位置的距离呈指数衰减。相关长度随着相关强度的增大而减小。我们发现不连续减少的结合能和自旋自旋相关性与空穴掺杂。的结合能减少空穴掺杂,但是,它仍然是相同的数量级的半填充的情况下。
2007-03-02 cond-mat.str-el
Emergent exchange-driven giant magnetoelastic coupling in a correlated itinerant ferromagnet
在关联巡游铁磁体Sr$_4$Ru$_3$O$_{10}$中利用扫描隧道显微镜发现由交换相互作用驱动的巨型磁弹耦合与磁致伸缩,揭示了电子关联导致强电子-晶格耦合。
2025-06-23 cond-mat.str-el
Discontinuous quantum and classical magnetic response of the pentakis dodecahedron
五角十二面体是截顶二十面体的对偶,由60个共享边的三角形组成。它有20个六重和12个五重坐标顶点,前者形成一个十二面体,后者每个顶点连接到十二面体的12个五边形之一的顶点。当五角十二面体顶点上的自旋按照最近邻反铁磁海森堡模型相互作用时,两种不同的顶点类型需要引入两个交换常数。当两个常数的相对强度变化时,分子介于十二面体和仅由四边形组成的分子之间。两个交换常数之间的竞争,挫折,和外部磁场的结果在大量的基态磁化和磁化率的不连续性。在经典水平上,当12个五重顶点与十二面体自旋相互作用时,最大值为10个磁化强度和1个磁化率不连续性,其相互作用强度约为十二面体自旋相互作用强度的一半。当两个相互作用的强度近似相等时,不连续性的数量也最大化,磁化强度为3,磁化率为8。在全量子极限,自旋的大小等于1/2,可以有多达三个基态磁化跳变,总z自旋分量变化ΔS^z=2,即使量子涨落很少允许磁化的不连续性。全量子情形也支持ΔS^z=3的不连续性。阻挫也会导致单重态-三重态能隙内的电子态。这些结果使得五角十二面体成为从量子到经典水平具有最不连续磁响应的分子。
2021-07-04 cond-mat.str-el
Exchange parameters of strongly correlated materials: extraction from spin-polarised density functional theory plus dynamical mean field theory
本文基于第一性原理全势电子结构理论,提出了一种精确的计算强关联体系原子间交换参数($J_{ij}$)的方法.的电子结构建模的帮助下,一个完整的潜在的线性松饼-锡轨道方法。在电荷自洽密度泛函理论加动力学平均场论(DFT+DMFT)的框架内考虑了强电子关联的影响。交换参数,然后使用磁力定理提取,因此所有的计算都在一个单一的计算框架内进行。该方法允许调查如何的$J_{ij}$参数的动态电子相关性的影响。除了描述的形式主义和实施的细节,我们还提出了一些常见的讨论系统的磁特性,其特征在于不同程度的电子局域化。在体心立方铁,我们发现一个轻微的重整化的$J_{ij}$相互作用,一旦动力学相关性的介绍。然而,一般来说,如果磁耦合有几个竞争的贡献,从不同的轨道,重新分配的光谱权重和变化的交换分裂这些国家可能会导致一个显着的修改总的相互作用参数。在NiO中,我们发现静态和动态平均场结果都提供了交换相互作用的充分描述,这有点令人惊讶,因为这两种方法导致完全不同的电子结构。采用Hubbard-Ⅰ近似处理六角晶系Gd的$4f$态,再现了实验观察到的多重态结构.计算出的交换参数结果是相当接近的那些通过处理的$4f$电子作为非相互作用的核心状态。
2015-03-10 cond-mat.str-el
Competition between spin exchange and correlated hopping
本文对由自旋交换项(J)和关联跳跃项(t_3:三格点项)组成的电子模型的基态相图进行了数值研究。该模型没有单粒子跳跃,两项的比率由参数α \equiv 4 t_3 /J控制。α=1的情况对应于在哈伯德模型的强耦合极限中完全抑制单粒子跳跃。在一维中,相分离发生在临界值α_c = 0.36-0.63以下,该值取决于电子密度。自旋能隙在除相分离区外的整个区域都是打开的。对于α \gsim 1.2和低空穴密度,电荷密度波相关性是最主要的,而单重态配对相关性在其余区域中是最主要的。在二维情况下的超导性的可能性进行了讨论,基于等时间配对关联。
2001-10-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strong interaction of correlated electrons with phonons: Exchange of phonon clouds by polarons
在Hubbard-Holstein模型框架下研究了强关联电子与声子的相互作用。电子-声子相互作用被认为是强的,是除了电子的库仑排斥和能带填充之外的一个重要参数。利用Lang和Firsov的正则变换,将这种与非色散光学声子的相互作用转化为可动极化子的问题。我们特别讨论的情况下,现场库仑排斥是完全取消的声子介导的吸引力的相互作用,并建议极化子交换声子云可以导致极化子配对和超导性。于是,声子云的集体模式的频率大于裸频率,这决定了超导转变温度。
2002-08-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum and Topological Criticalities of Lifshitz Transition in Two-Dimensional Correlated Electron Systems
本文利用基于二维系统中已有的量子破缺序的平均场论,研究了电子关联效应对零温Lifshitz跃迁量子临界性的影响。在相互作用的存在下,Lifshitz转变可能会变得不连续,这与Lifshitz最初提出的非相互作用系统的连续转变相反。我们专注于不连续Lifshitz跃迁的端点处的量子临界性,我们称之为边际量子临界点。它表现出显着的临界性所产生的性质作为一个拓扑过渡。在这一点上,对于正则系综,发现序参量chi的磁化率发散为ln 1/|三角洲|当费米面的“颈”在范霍夫奇点处坍缩时。更值得注意的是,它发散为1/|三角洲|当费米表面的电子/空穴袋消失时。这里delta Delta是从Lifshitz临界点测量的平均场的幅度。另一方面,对于巨正则系综,不连续跃迁表现为电子相分离,相分离的终点是边缘量子临界点。特别地,当费米面的口袋消失时,均匀电荷压缩系数kappa发散为1/|Delta n|而不是χ,其中Δ n是从临界点测量的电子密度。因此,Lifshitz转变引起由发散的chi和/或kappa表示的大的波动。这样的涨落必然与竞争秩序的物理学有关,并影响强相关效应的多样性。
2006-08-22 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Optical manipulation of magnetism in spin-charge coupled correlated electron system
基于扩展的双交换模型,研究了关联电子与局域自旋耦合时的光辐照效应。特别是,我们研究熔化的反铁磁(AFM)电荷顺序绝缘状态通过改变光强度。当强光照射时,AFM的绝缘特性得到加强,而不是改变为铁磁金属特性,这是当通过弱光照射或化学掺杂引入载流子时从传统的双交换相互作用所期望的。这为光学操纵磁性提供了新的原理。
2013-07-27 cond-mat.str-el
Density functional versus spin-density functional and the choice of correlated subspace in multi-variable effective action theories of electronic structure
密度泛函理论的现代扩展,如密度泛函理论加U和密度泛函理论加动力学平均场论需要选择,包括选择密度泛函的变量(电荷与自旋密度)和相关子空间的规范。本文探讨了这些问题的背景下,“加U”的密度泛函理论,其中指定的相关轨道上的额外的相关性处理使用Hartree-Fock近似的扩展。之间的差异,使用仅电荷或自旋密度相关的交换相关泛函和Wannier和基于投影仪的定义的相关轨道被认为是正式的水平和背景下的稀土镍酸盐的结构能量。它表明,自旋相关的交换相关泛函的基础上的理论可以导致大,在某些情况下,非物理有效的现场交换耦合。Wannier和基于投影仪的相关轨道的定义导致类似的行为接近环境压力,但在大的压力下观察到实质性的差异。讨论了密度泛函和动力学平均场论相结合等其他超越密度泛函方法的意义。
2015-05-01 cond-mat.str-el
Self-energy approach to the correlated Kondo-lattice model
我们发展了一种插值自能方法来处理关联Kondo晶格模型。带电子的相关性考虑到了哈伯德相互作用。该方法是基于一个自能量的ananimator,其结构允许满足最大数量的完全可解的极限情况。通过自能的高能展开,将谱矩拟合到谱矩中。在强耦合(U)区,有效介质方法是正确的,带电子关联被考虑在内。该理论被认为是可靠的所有温度,带职业,和交换耦合。结果的谱密度,准粒子密度的状态,和特征关联函数的各自的依赖关系,并解释在巡回传导电子和本地化的磁矩之间的基本自旋交换过程。计算了近藤晶格的典型准粒子磁极化子在能谱中的出现。自旋交换过程防止了带电子的总自旋极化,即使对于任意强的交换耦合,只要局部矩由量子力学自旋表示。
2002-11-27 cond-mat.str-el
Non-equilibrium magnetic interactions in strongly correlated systems
我们制定了一个低能量理论的电子之间的磁相互作用的多带哈伯德模型的非平衡条件下,由外部的时间相关的电场,模拟激光诱导自旋动力学。我们推导出非平衡电子格林函数和自能方面的动态交换参数的表达式,可以计算,例如,用含时动力学平均场论的方法。此外,我们发现,一个正确的描述系统需要,除了交换,一种新的磁相互作用,我们命名为“扭转交换”,这在形式上类似于Dzyaloshinskiii-Moriya耦合,但不是由于自旋轨道,实际上是由于一个有效的三自旋相互作用。我们的理论也允许评估相关的时间依赖性参数。
2012-12-15 cond-mat.str-el
Proposed Rabi-Kondo Correlated State in a Laser-Driven Semiconductor Quantum Dot
单电子带电量子点与巡游电子之间的自旋交换导致了近藤关联的出现。当量子点被弱激光共振驱动时,所产生的发射光谱允许直接探测这些相关性。在交换作用消失和强激光驱动的相反极限下,量子点在单自旋态和光学激发态之间表现出相干振荡。在这里,我们表明,强交换和非微扰激光耦合之间的相互作用,导致形成一个新的非平衡量子相关态,其特征在于激光诱导的二次自旋屏蔽云的出现,并检查的发射光谱的影响。
2013-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Effect of Ring Exchange on Orbital Antiferromagnet
研究了二维关联电子系统中四粒子环交换过程对轨道反铁磁态的影响。主要的问题是环交换过程是否增强或抑制轨道反铁磁有序。利用t-J模型的SU(N)推广的大N极限中出现轨道反铁磁态的事实,我们考虑了t-J- $K$模型的大N极限,其中$K$代表四粒子环交换项.在大N平均场论中,得到了零温下半填充和有限空穴浓度的相图。发现环交换一般有利于二聚态或非齐次轨道反铁磁态,而抑制齐次轨道反铁磁态。我们比较我们的结果与其他相关模型的强关联系统与环交换过程。
2002-11-14 cond-mat.str-el
Double exchange model for correlated electrons in systems with $t_{2g}$ orbital degeneracy
我们制定了双交换(DE)模型的系统与$t_{2g}$轨道简并,相关的空穴掺杂立方钒酸盐。在相关制度的强现场库仑排斥$U$,我们解决了模型使用两个不同的平均场近似:哈特里-福克,和平均场应用到制定的模型中的Kotliar-Ruckenstein奴隶玻色子表示。我们展示了如何,由于通过$t_{2g}$简并轨道的DE机制的相对薄弱,各向异性的C型反铁磁金属相和轨道液体状态可以稳定。这与通过$e_g$简并轨道的DE机制形成对比,该机制稳定锰氧化物的空穴掺杂制度中的铁磁顺序。所得结果与掺杂La $_{1-x}$ Sr $_x$ VO $_3$、Pr $_{1-x}$ Ca $_x$ VO $_3$和Nd $_{1-x}$ Sr $_x$ VO $_3$中观察到的磁结构和轨道有序的崩塌非常一致。
2006-04-15 cond-mat.str-el
Circulating-current states and ring-exchange interactions in cuprates
我们认为循环电流状态的循环,四自旋,“环交换”的相互作用的类型最近显示的铜酸盐系统中显着的后果。利用实空间Hartree-Fock方法,在推广的哈伯德模型中建立了CuO_2平面的电荷流和自旋流相的存在性.我们比较的Hartree-Fock近似与Gutzwiller投影因子重整化的相关态的结果,这使我们能够衡量投影的定性影响,没有双网站占用。我们发现,电荷通量状态可能是竞争性的铜酸盐,而自旋通量状态被抑制在强关联制度。然后,我们包括环交换相互作用,并证明其对载流状态的影响,无论是在和远离半填充。
2004-09-27 cond-mat.str-el
On the thermodynamics of strongly correlated integrable electron systems
我们重新检查的Yang-Yang-Takahashi方法推导的热力学Bethe anomalies方程描述强关联电子系统的基本物理利益,如Hubbard,$s-d$交换(Kondo)和安德森模型。结果表明,这些方程中含有一些附加项,这些附加项可能在系统的物理中起重要作用。
1999-04-21 cond-mat.str-el
A van Hemmen-Kondo model for disordered strongly correlated electron systems
本文提出一个理论模型来描述近藤效应与自旋玻璃行为之间的竞争。起始哈密顿量的自旋玻璃部分包含伊辛自旋,其具有由局部van Hemmen模型给出的位间交换相互作用,而近藤效应通常由位内交换$J_K$描述。对于大的$J_K$值,我们得到一个近藤相,对于小的$J_K$值,我们得到一个连续相,
2010-02-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Machine learning dynamics of phase separation in correlated electron magnets
University of Virginia(弗吉尼亚大学)
我们展示了机器学习支持的双交换系统中电子相分离的大规模动力学模拟。这个模型,也被称为铁磁近藤晶格模型,被认为是相关的巨磁阻现象。用电子哈密顿量计算的交换力对这种非均匀态进行实空间模拟,对于大型系统来说可能非常昂贵。在这里,我们表明,线性尺度交换场计算可以实现使用神经网络训练的数据集从精确的计算小格子。我们基于机器学习势的Landau-Lifshitz动力学模拟不仅很好地再现了非平衡弛豫过程,而且还再现了与精确模拟定量一致的关联函数。我们的工作为使用机器学习模型对相关电子系统进行大规模动力学模拟铺平了道路。
2020-06-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Orbital isotropy of magnetic fluctuations in correlated electron materials induced by Hund's exchange coupling
描述具有强电子库仑相互作用的材料中的非局域磁涨落仍然是现代凝聚态理论的主要挑战之一。在这项工作中,我们解决的空间对称性和轨道结构的钙钛矿材料中的磁波动。为此,我们开发了一个一致的多轨道图形扩展的动力学平均场理论,我们适用于各向异性三轨道模型的立方$t_{2g}$对称性。我们发现,空间自旋涨落的形式是由当地的洪德耦合。对于小的耦合值,磁涨落在轨道空间中是各向异性的,这反映了所考虑的$t_{2g}$模型的对称性。大洪德耦合增强了集体自旋激发,混合了轨道和空间自由度,磁波动变得轨道各向同性。值得注意的是,这种效应只能在两粒子的量中看到;单粒子的观测量对于任何洪德耦合值都是各向异性的。重要的是,我们发现,轨道各向同性可以诱导,在半填充和$4$电子的情况下,每个晶格站点,其中磁不稳定性与不同的,反铁磁和铁磁模式,分别。
2021-11-12 cond-mat.str-el
Electronic states, Mott localization, electron-lattice coupling, and dimerization for correlated one-dimensional systems. II
本文讨论了线性链强关联电子态的物理性质,这些态是利用最近提出的Fock空间精确对角化与关联态单粒子轨道从头计算相结合的新方法得到的.该方法扩展了当前的相关态的讨论,因为属性是随着晶格间距的变化而获得的。随着原子间距离的增加,N原子的有限系统从类费米液体态演化为莫特绝缘体。由于结果在N>=8时是收敛的,所以详细讨论了局部化的准则.在这个过程中,费米-狄拉克分布被模糊,有效带质量增加了约50%,自旋-自旋关联函数降低到海森堡反铁磁体的水平。的微观参数,如跳跃和动力学交换积分,以及内部和原子间的库仑和交换相互作用的大小的值进行计算。我们还确定了各种本地电子晶格耦合的值,并表明它们是可比的动力学交换贡献的强相关限制。并讨论了二聚化和零点运动的大小。我们的研究结果提供了一个典型的例子,一个听话的强相关系统与一个精确的,第一性原理的描述作为一个模型系统的原子间距离的函数,涉及所有的跳跃积分,所有的对网站的相互作用,和确切的单波段Wannier函数。
2001-05-31 cond-mat.str-el
Heisenberg and anisotropic exchange interactions in magnetic materials with correlated electronic structure and significant spin-orbit coupling
Dzyaloshinskiii-Moriya(DM)相互作用以及对称各向异性交换是用于稳定拓扑非平凡磁性纹理的重要成分,例如,skyrmions,merons和hopfions。这些类型的纹理是目前的焦点,从基础科学的角度来看,他们也在未来的自旋电子信息技术的背景下进行了讨论。虽然海森伯交换相互作用的理论理解是发达的,它仍然是一个挑战,从第一原理理论,DM相互作用以及对称各向异性交换,这两者都需要一个完全相对论处理的电子结构,在磁性系统中,大量的电子-电子相关存在。在这里,我们提出了一个理论框架,允许计算这些相互作用在任何给定的系统,并证明其性能为几个选定的情况下,散装和低维系统的结果。我们讨论了几个典型的情况,包括体系统CoPt和FePt,B20化合物MnSi和FeGe以及低维过渡金属双层膜Co/Pt(111)和Mn/W(001)。在自旋极化$T$ -矩阵+涨落交换(SPTF)近似的水平上,利用动力学平均场论分析了电子-电子关联的影响,讨论了各向同性(Heisenberg)和各向异性(DM)相互作用的强度和性质与电子结构的关系.我们的方法可以与更先进的技术相结合,用于处理相关性,例如,动力学平均场论杂质解的量子蒙特卡罗和精确对角化方法。我们发现,DM相互作用的相关性引起的变化可以是相当显着的,在最独特的情况下,高达五倍的修改。
2021-05-24 cond-mat.other cond-mat.str-el
Spin exchange in quantum rings and wires in the Wigner-crystal limit
本文提出了一种计算强关联一维电子系统交换耦合的受控方法。它是基于交换常数与无自旋电子对关联函数之间的渐近精确关系。薄量子环与现实的库仑相互作用,通过计算这个函数通过多体瞬子的方法得到明确的结果。
2005-10-10 cond-mat.str-el
Exchange-bias controlled correlations in magnetically encapsulated twisted van der Waals dichalcogenides
扭曲范德华材料已经成为实现奇异关联态的一个典型平台。在这里,我们表明,扭曲的二硫属化物双层(WSe $_2$)之间的磁性范德华材料(CrBr $_3$)封装功能与可调谷和自旋风味的平带。我们证明,当电子-电子相互作用,自旋铁磁和谷铁磁状态出现在平坦的带,源于相互作用,内在的自旋轨道耦合和交换邻近效应之间的相互作用。我们表明,特定的对称性破缺状态是由相对排列的磁化封装,展示了交换偏置控制的相关态的出现。我们的研究结果提出了一种新的范德华异质结构,其中对称性破缺态来自扭曲工程,自旋轨道耦合和交换邻近之间的真正相互作用,为探索物质的奇异集体态提供了一个强有力的起点。
2020-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electric field response of strongly correlated one-dimensional metals: a Bethe-Ansatz density functional theory study
本文从理论上研究了强关联一维金属对外加电场的响应特性。我们的研究是基于最近发展的Bethe-Angles局域密度近似(BALDA)的密度泛函理论制定的哈伯德模型。这是能够描述两个Luttinger液体和莫特绝缘体的相关性。静态线性极化率的BALDA计算值进行了比较,通过数值精确的方法,如精确(Lanczos)对角化和密度矩阵重整化群,在很宽的参数范围内得到的。在一般情况下,BALDA线性极化率与精确结果符合良好。精确的交换势和关联势的响应与扰动势指向相同的方向。这是很好地再现的BALDA方法,虽然精细的细节取决于特定的局部近似参数化。最后给出了交换泛函和关联泛函的非定域性的数值证明。
2010-10-14 cond-mat.str-el
Self-consistency functional equation in strongly correlated electron systems: a different approach
我们提出了一种新的方法来解决量子反铁磁体中空穴运动问题中的自洽方程,它适用于小交换能$J$的情况。将格林函数的函数方程转化为微分方程,分析了其解,并与现有的数值计算进行了比较。该方法允许研究$J\to 0$的极限。讨论了它在其他强关联电子系统中的应用。
2006-04-07 cond-mat.str-el
Exact Schrodinger wave-function solutions of the fully-correlated few-electron gas and the uniform electron gas
本文给出了电子结构理论中少电子气模型的全维薛定谔方程的数值精确解。我们的核心方法使用奇异势的乘积和(SOP)表示,使完全相关的多粒子量子力学问题在计算上易于处理。与充分访问周期性波函数,我们分析了交换/相关性,自旋对称性,和热力学($T = 0$ K)阶段的几个EG系统与多达四个明确的电子每个单元格。我们还提出了纯自旋交换/相关泛函相同的几个EG的解决方案。最后,我们认为家庭的几个EG计算并列与密切相关的均匀电子气(UEG)系统,以前的计算已经进行了使用密度泛函理论和量子蒙特卡罗方法。精确的几个EG解决方案都显示出类似的振荡行为在较低的密度,这是没有预测到以前的UEG模拟。
2019-11-12 cond-mat.str-el
A self-consistent first-principles calculation scheme for correlated electron systems
基于密度泛函理论(DFT)建立了关联电子体系的自洽计算方案。我们的方案是一个多参考密度泛函(MR-DFT)计算,其中电子电荷密度是由一个辅助的相互作用费米子系统再现。一个短程Hubbard型相互作用是通过一个严格的方式与剩余项的交换相关能量。Hubbard项是通过参考选定的局域轨道上的密度涨落唯一确定的。这种策略,以获得一个扩展的Kohn-Sham计划提供了一个自洽的电子结构计算的材料设计。通过引入剩余交换关联能泛函的近似,我们得到了LDA+U能量泛函。实际的自洽计算举例说明模拟氢系统,即一个分子和一个周期性的一维阵列,这是一个证明存在的相互作用强度U作为一个连续的函数的局部波动和系统的结构参数。
2007-07-18 cond-mat.str-el
Correlations in a band insulator
利用动力学平均场论研究了半填充时存在库仑排斥的共价带绝缘体模型。随着相互作用强度的增加,系统在低温下经历了从相关带状绝缘体到具有滞后行为的莫特绝缘体的不连续过渡。在绝缘体-绝缘体转变附近增加带状绝缘体中的温度,我们发现在升高的温度下到莫特绝缘体的交叉。值得注意的是,相关性降低了相关带绝缘体中的能隙。能隙重整化可以追溯到自能的低频行为,类似于费米液体中的准粒子重整化。虽然非关联带绝缘体的特征在于电荷和自旋激发的单个间隙,但自旋间隙小于关联系统中的电荷间隙。
2009-10-16 cond-mat.str-el
Photoinduced Magnetic Transitions and Excitonic Order Enhancement in Spin Crossover Strongly Correlated Electron Systems
强关联自旋交叉系统中激子玻色凝聚体形成的影响被认为是从两轨道Hubbard-Kanamori模型得到的有效哈密顿量内。计算了温度-晶场相图各点的集体激发谱。电子-声子相互作用的作用进行了讨论。强关联自旋交叉系统中的激子和磁序光增强(诱导)是一种基于电子-声子相互作用和原子间交换作用的协同效应以及大质量集体相模出现的新机制。
2022-12-12 cond-mat.str-el
Strongly correlated exciton-polarons in twisted homo-bilayer heterostructures
我们考虑了在栅控扭曲同质双层异质结构中,强关联电子对激子性质的修饰。莫尔势和库仑相互作用的组合效应支持形成不同的强相关相,这取决于填充,包括电荷有序金属或整数占据的不可压缩绝缘体。激子和电子之间的耦合导致激子共振分裂成吸引和排斥极化子峰。通过分析激子-极化子在不同相态下的性质,我们发现在排斥极化子分支中,激子-极化子的谱线呈现不连续的演化,并形成双峰结构.非整数填充时出现双峰结构,其结构受费米能级附近的准粒子态与高能双光子激发态之间的能量分离控制。我们的研究结果表明,激子极化子进行了明确的电子相关性的标志,因此,提供了一个直接的签名的相关驱动绝缘体的形成在栅极控制的异质结构。
2022-12-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Formation of exotic states in the $s-d$ exchange and $t-J$ models
在强关联电子系统中,包括受抑磁体,高温超导体,和近藤晶格的双带模型的实施的不同方案,被认为是。本文在多电子Hubbard算符形式下导出的$s-d$交换哈密顿量和$t-J$模型的基础上,研究了描述自旋子激发的赝费米子或Schwinger玻色子表象中载流子与磁矩的相互作用.
2018-04-20 cond-mat.str-el
A surprising relation between double exchange and Heisenberg model spectra: Application to half-doped manganites
最近在半掺杂锰氧化物中发现的齐纳极化子通常被看作是由只涉及金属相关电子的双交换哈密顿量控制的混合价实体。然而,它们可以被认为是亚铁磁局部单位,如果孔是本地化的桥接氧原子隐含建议最近的平均场从头计算。在后一种情况下,物理学由涉及磁氧桥的海森堡哈密顿量所支配。本文表明,这两种模式的分辨率所产生的光谱分析是相同的。这个单一的模型光谱准确地再现了齐纳极化子在Pr0.6Ca0.4MnO3锰氧化物研究通过显式相关从头计算的光谱。由于每个模型所支持的物理性质是不同的,因此对精确的哈密顿基态波函数的分析应该是先验的,从而使人们能够确定最合适的模型。它将表明,无论是频谱还是波函数分析都没有带来任何决定性的论点来解决这个问题。这种不可判定性很可能在实验信息中遇到。
2006-07-03 cond-mat.str-el