Linear Ensemble-Constrained Quantum Monte Carlo: From Dilute Fermi Gas to Flat-Band Ferromagnetism
Key Laboratory of Artificial Structures and Quantum Control (Ministry of Education) School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院人工结构量子控制教育部重点实验室）；Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
本文提出了一种线性缩放的正则系量子蒙特卡洛算法，用于研究稀疏费米气体和一维平面带系统中的强关联低密度相。
2026-10-20 cond-mat.str-el
Dilute magnetic moments in an exactly solvable interacting host
尽管协同努力，稀释本地时刻嵌入在相关的传导电子主机，如Nd $_{1-x}$ Ce $_x$ CuO $_2$的问题仍然存在，由于缺乏分析可控的模型。在这里，我们解决的问题：如何本地时刻耦合到相关的，但可积主机？我们描述的传导电子的模型Hatsugai-Kohmoto（HK）最近经历了复苏所产生的精确的可解性，存在的Luttinger表面，和连接到Sachdev-Ye-Kitaev（SYK）热力学。我们推导出一个精确的低能量“近藤HK”哈密顿量，并显示存在额外的自旋交换耦合，这是相关的重整化群（RG）的意义。这个术语是铁磁性的，并且在低能量下不会消失，从而产生近藤温度的代数增强。耦合的“穷人”缩放表现出一个异国情调的阶梯状RG流之间的UV-IR固定点归因于严格限制散射相空间。这种现象类似于可积量子场论中Zamolodchikov对角共振散射中的中心荷流动。
2021-05-31 cond-mat.str-el hep-th
Effects of a dilute gas of fermions on the superfluid-insulator phase diagram of the Bose-Hubbard model
在Fisher等人（Phys.Rev.B40，546（1989））工作的基础上，我们发展了玻色-哈伯德模型中微扰理论的框架，并应用它计算了自旋极化费米子的简并气体通过与组分玻色子的接触相互作用而相互作用的效应。对于单带玻色-哈伯德模型，费米子的唯一非平凡效应是在玻色子之间诱导有效的依赖于空间和时间的密度-密度相互作用。使用一个路径积分制定，我们开发了适当的理论描述这种费米子介导的相互作用（费米子屏蔽）上的通用超流绝缘体相图的微扰效应。对于单带玻色-哈伯德模型，我们发现费米子的净效应是内在地抑制了Mott绝缘波瓣，并增加了相图中超流相所占的面积。对于更一般的多带Bose-哈伯德模型，我们发现，除了玻色子相互作用的费米子屏蔽外，玻色子对高Bloch带的虚激发以及与费米子的接触相互作用都有效地增加了玻色子的在位排斥.如果玻色子在位势的重整化在玻色子相互作用的费米子屏蔽中占主导地位，玻色-哈伯德相图的莫特绝缘叶的面积将因玻色子-费米子相互作用的任何一个符号而增加，正如最近的实验所见。
2009-07-28 cond-mat.str-el quant-ph
Heavy fermion quantum criticality at dilute carrier limit in CeNi$_{2-δ}$(As$_{1-x}$P$_{x}$)$_{2}$
本文研究了CeNiPDMATHABMM（As $_{1-x}$ P $_{x}$）$_{2}$（$δ$ $\approx$ 0.07 - 0.22）的量子相变。在稀载流子极限的参数范围内，该系列显示了明显的重费米子行为。我们系统地研究了低温下的磁化强度、比热和电输运。随着P含量的增加，Ce-4 $f$磁矩的反铁磁序连续受到抑制，并在$x_c \sim$ 0.55处消失。在这种掺杂下，比热和纵向电阻率的温度依赖性显示非费米液体行为。剩余电阻率$ρ_0$和索末菲系数$γ_0$都在$x_c$附近出现尖锐的峰值。当P含量达到接近100%时，我们观察到明显的低温交叉进入费米液体区域。与母体化合物$x$ = 0.0作为压力的函数所发生的情况相反，我们发现了一个令人惊讶的结果，即非费米液体行为在掺杂浓度$x_c<x<0.9$的非零范围内持续存在。在此掺杂范围内，在最低测量温度下，比热系数的温度依赖性是几何发散的，电阻率的温度依赖性是线性的。讨论了CeNi $_{2-δ}$（As $_{1-x}$ P $_{x}$）$_{2}$的性质，并与1111对应物CeNi（As $_{1-x}$ P $_{x}$）O的性质进行了比较.我们的研究结果表明，在全球相图中的重费米子金属的非费米液相。
2017-04-08 cond-mat.str-el
Dirac-Kondo semimetals and topological Kondo insulators in the dilute carrier limit
重费米子系统不仅包含强的电子关联，这促进了一组丰富的量子相位，而且还包含大的自旋轨道耦合，这往往赋予电子态拓扑特征。近藤绝缘体被理解为与半填充带中的传导电子耦合的局部矩的晶格，即，每个晶胞中大约有一个电子的密度。在这里，我们提出了一个新的类近藤绝缘体出现时，导电电子带几乎是空的（或，等价地，满）。我们通过一个蜂窝状的安德森晶格模型证明了这种效应。在空载流子极限下，自旋轨道耦合在杂化重费米子带中产生能隙，从而产生拓扑近藤绝缘体。这种状态可以用整个相图中的一个邻近相来理解，这是一种狄拉克-近藤半金属，其准粒子激发表现出非平凡的贝里相。我们的结果指出，稀释载流子限制的重费米子系统作为一个新的设置来研究强关联绝缘和拓扑状态。
2016-05-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Re-examination of electronic structure of dilute Kondo transition-metal ions substituted into a Heavy Fermion compound
Waseda University（早稻田大学）；University of Tokyo（东京大学）；National Institutes for Quantum Science and Technology（量子科学技术研究开发机构）；Japan Synchrotron Radiation Research Institute（日本同步辐射研究所）；Kumamoto University（熊本大学）
研究通过X射线吸收和光电发射揭示了Mn离子电子结构的复杂性，显示高自旋态与导电性之间的关联，挑战了传统磁性测量结果，为Kondo效应和屏蔽效应的理解提供新视角。
2026-04-21 cond-mat.str-el
Dilute Paramagnetism and Non-Trivial Topology in Quasicrystal Approximant Fe$_4$Al$_{13}$
本研究生长准晶近似相Fe$_4$Al$_{13}$晶体，发现其稀磁响应异常且缺乏居里-外斯行为，电子结构计算揭示非平凡拓扑，挑战弱相互作用系统磁响应的基本假设。
2025-05-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermal Mass and Plasmino for Strongly Interacting Fermions
用全息方法研究了强耦合稠密介质中费米子的自能问题。通过计算自下而上和自上而下的模型，我们证明了热质量消失和不存在温度产生的等离子体模是强相互作用费米子系统的普遍特征。我们发现，最近由Herzog et.al发现的体Rashiba效应的对偶是由密度产生的等离子体模的存在。
2013-05-07 cond-mat.str-el hep-ph hep-th
Interacting fermions in one dimension: The Tomonaga-Luttinger model
非迭代费米子的低能谱与谐振链的低能谱相同，从而简化了一维空间中相互作用费米子的理论描述。这种费米子-玻色子的嬗变可以将相互作用的费米子描述为一个耦合振子系统。本文提出并首次用低阶微扰理论讨论了Tomonaga提出的环上相互作用非相对论费米子模型。在引入两种独立的左、右运动费米子的概念后，详细讨论了Tomonaga-Luttinger模型的精确解。用玻色化场算符的方法计算了动量分布和谱函数。简单讨论了一般的Luttinger液体现象学。
1998-10-30 cond-mat.str-el
Orbital magnetization of interacting Dirac fermions in graphene
提出了一种计算相互作用狄拉克费米子在磁场作用下轨道磁化强度的方法。在这种方法中，发散的困难是克服了一个特殊的限制的衍生物的热力学势相对于磁场。形式主义满足狄拉克费米子系统的粒子-空穴对称性。我们应用形式主义的相互作用狄拉克费米子在石墨烯。平均场论考虑了所有朗道能级间的电荷和自旋有序以及交换相互作用。相互作用狄拉克费米子的轨道磁化的结果与非相互作用的情况进行了比较。
2017-09-02 cond-mat.str-el
Dual fermionic variables and renormalization group approach to junctions of strongly interacting quantum wires
结合玻色化和费米子化技术，我们建立了双费米子算子之间的非定域变换，描述了强相互作用的自旋一维量子线的结。我们的方法允许交易强相互作用（在原始坐标）的费米哈密顿弱相互作用（在对偶坐标）的。它使我们能够推广到强相互作用制度的费米重整化群方法弱相互作用的结。这样，一方面，我们能够有针对性地补充玻色化方法得到的结的相图信息;另一方面，我们绘制出了由重整化群轨迹连接的相图中任意两个固定点之间电导张量的完全交叉。
2015-09-17 cond-mat.str-el
Simulation of interacting fermions with entanglement renormalization
我们提出并测试了一个算法来模拟一个相互作用的费米子在两个空间维度的晶格系统。该方法是纠缠重整化技术的扩展[Phys. Rev. 99，220405（2007）]和相关的多尺度纠缠重整化模型。对$6\times 6$格点和周期性边界条件下的自由费米子和相互作用费米子的基准计算证实了这一建议的有效性。
2010-03-04 cond-mat.str-el
Absence of Renormalization of the Specific Heat Coefficient of the Interacting Fermion Systems
与长期和广泛设想的信念相反，我们证明了相互作用费米子系统的比热系数$γ$ -也称为索末菲系数-不被波函数重整化因子$Z$重整化，只要系统保持费米液体状态。
2012-12-10 cond-mat.str-el
Compact Representation for Specific Heat of Interacting Fermion Systems in Terms of Fully Renormalized Matsubara Green Function
在热力学势的Luttinger-Ward形式的基础上，用完全重整化的松原格林函数对具有固定化学势的单组分相互作用费米子系统的比热进行了紧致表示.
2015-08-18 cond-mat.str-el
Free and Interacting Short-Range Entangled Phases of Fermions: Beyond the Ten-Fold Way
我们扩展的周期表中的自由费米子的相位在十倍的方式对称类的分类的自由费米子相位保护的任意现场酉对称$\hat G$在任意维度。分类被描述为$\hat G$的实表示理论和原始周期表的数据的函数。我们还系统地研究了低维情况下费米子自由不变量与短程纠缠相互作用相位不变量之间的关系。也就是说，我们确定是否一个给定的对称性保护相的自由费米子是不稳定的足够强的强相互作用或它仍然保持稳定，即使在相互作用的存在。我们还确定哪些相互作用的费米子阶段不能实现自由费米子。不稳定的自由相和内在相互作用相的例子在所有维度中都是常见的。
2019-11-19 cond-mat.str-el
Phase space analysis of interacting fermions
本文提出了一种用正交波包基分析短程有序相互作用电子系统的低能物理的方法。本文介绍了费米子系统的波包和相关的相空间表示，并指出它们是描述短程有序的有效方法。我们说明的RG计算的一维哈伯德链内的方法。
2013-05-11 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
Construction and classification of point group symmetry protected topological phases in 2D interacting fermionic systems
在过去的几年里，相互作用玻色子和费米子系统中的保序拓扑相的构造和分类一直是人们研究的热点。最近，一个完整的分类和建设的空间群SPT相位也提出了相互作用玻色子系统。在本文中，我们试图将这种分类和建设方案系统地推广到相互作用费米子系统。特别是，我们通过低维块态装饰构造和分类点群SPT相位的2D相互作用费米子系统。我们发现了几个有趣的费米子SPT状态，这些状态只能在相互作用的费米子系统中实现（即，不在自由费米子或玻色子SPT系统中）。此外，我们还验证了最近提出的二维相互作用费米子系统的晶体等效原理。最后，潜在的实验实现这些新类的点群SPT阶段在二维关联超导体的地址。
2020-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Kosterlitz-Thouless phase in systems of one-dimensional strongly interacting fermions
本文给出了一维相互作用费米子系统的基态波函数。结果表明，这些系统进行相变类似的Kosterlitz无一个独立的相互作用的细节。在无限强强相互作用的极限下，相变转变为通常的手征相二级相变。计算了相变的温度。
2005-10-18 cond-mat.str-el
Interacting Dirac Fermions on Honeycomb Lattice
利用集团动力学平均场论（CDMFT）结合连续时间量子蒙特卡罗模拟（CTQMC）研究了蜂窝晶格上相互作用的狄拉克费米子.在已有的DMFT研究的基础上，发现了一种新的相互作用狄拉克费米子的半金属-莫特绝缘体跃迁的情形。我们证明了非局域空间相关性在蜂窝晶格上的Mott转变中起着至关重要的作用。我们还详细阐述了利用光学蜂窝晶格上的超冷原子观察这种相变的实验方案。
2010-05-19 cond-mat.str-el
Anomalous symmetry protected topological states in interacting fermion systems
近年来，相互作用系统中对称性保护拓扑相的分类和构造问题得到了广泛的研究。令人惊讶的是，在相互作用的费米子系统中，存在一类新的所谓反常SPT（ASPT）态，它们只在平凡费米子体系统的边界上有很好的定义。我们首先通过考虑二维时间反演对称性$T^2=1$的反常拓扑超导体来证明这一基本思想。其物理原因是，费米子宇称可能因某种对称作用而发生局部变化，但如果引入体元，则是守恒的。然后讨论了具有全对称性$G_f=G_b\times\mathbb{Z}_2^f$的二维相互作用费米子系统中ASPT态的层结构和系统结构。最后，潜在的ASPT状态的实验实现也得到了解决。
2020-01-26 cond-mat.str-el
One dimensional strongly interacting Luttinger liquid of lattice spinless fermions
本文考虑了在少数格点上扩展的具有硬核排斥势的无自旋费米子模型，研究了不同硬核半径下的Luttinger液体行为。得到了任意电子密度下单粒子关联函数的临界指数和耦合常数。
2001-10-15 cond-mat.str-el
The Haldane bosonisation scheme and metallic states of interacting fermions in d spatial dimensions
我们认为在d空间维度的Haldom玻色子化方案适用于一个现实的模型，相互作用的费米子在d=2，并明确地证明失败的这个计划在d > 1，特别是在d=2。除了追溯这一失败的起源，我们表明，{ \sl没有}关于真正的金属状态的考虑中的模型是已知的任何程度的确定性。
2000-04-26 cond-mat.str-el
The $π$ Berry Phase and Topological Excitation in Interacting Boson-Fermion Mixtures
研究了一维光学超晶格中玻色子-费米子混合物的拓扑性质，确定了相互作用玻色子-费米子混合物的拓扑绝缘相，该拓扑绝缘相具有非平凡Berry相.计算了单粒子和玻色-费米子交换激发谱，并确定了玻色-费米子交换激发为混合物拓扑相中的无隙拓扑激发。从体能隙、玻色子-玻色子和玻色子-费米子相互作用的竞争中解释了不同的激发态。所研究的哈密顿量已在现有的冷原子实验中部分实现，其结果与实验结果有很好的相关性。
2015-09-10 cond-mat.str-el
Renyi Entanglement Entropy of Interacting Fermions Calculated Using Continuous-Time Quantum Monte Carlo Method
提出了一种利用连续时间量子蒙特卡罗方法计算相互作用费米子的Renyi纠缠熵的新算法。该算法只对纠缠熵的相互作用修正进行采样，从而保证了弱相互作用系统的有效计算。结合蒙特卡罗重新加权，该算法也表现出良好的强相互作用的系统。我们通过研究正方形晶格上相互作用费米子的电荷密度波跃迁的量子纠缠特征，证明了这种方法的潜力。
2014-07-10 cond-mat.str-el quant-ph
Interactions-disorder duality and critical phenomena in nodal semimetals, dilute gases and other systems
本文建立了相互作用系统与无序无相互作用系统间的对偶映射，据此预测节点线半金属等系统中的新相变，并可用于非厄米耗散系统相变分类。
2023-05-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dual-fermion approach to interacting disordered fermion systems
我们推广了最近推出的双费米子（DF）形式主义的无序费米子系统，包括相互作用的影响。对于一个相互作用的无序系统的贡献，全顶点功能必须分离成弹性和非弹性散射过程，并处理不同的构造DF图时。通过将我们的方法应用于Anderson-Falicov-Kimball模型，并系统地恢复DF晶格计算中的非定域关联，我们对单粒子和双粒子的动力学平均场论和相干势近似都有了显着的改进。
2014-03-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Scar states in a system of interacting chiral fermions
研究了环上相互作用手征无自旋费米子系统的多体本征态性质。我们发现共存的费米子和玻色子类型的本征态的多体光谱的一部分。一些玻色子本征态，原生的强相互作用限制，坚持在中等和弱耦合，使持久的密度振荡系统，尽管它是远离可积性。
2022-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Spin polarization and g-factor of a dilute GaAs two-dimensional electron system
随着密度的降低，稀相互作用二维电子系统的有效g因子（$g^{*}$）相对于其裸值增大，并随着系统向铁磁态的转变而发散.我们在这里报告测量$g^{*}$稀释（密度0.8至6.5 $\times10^{10}$ cm $^{-2}$），高迁移率GaAs二维电子从他们的自旋极化在一个平行的磁场。数据显示了一个惊人的趋势。虽然$g^{*}$相对于GaAs的能带g因子确实显著增强，但是随着密度降低，增强因子从约6降低到3。
2002-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exact diagonalisation of 1-d interacting spinless Fermions
我们得到了构造一维相互作用无自旋费米系统的无穷精确本征函数集的方法。建立和湮灭运营商的相互作用系统被发现，从而多体哈密顿对角化。形式主义适用于几个例子。一个例子是杰克多项式理论。对于Calogero-Moser-Sutherland哈密顿量，给出了渐近Bethe Answer是正确的直接证明.
2010-11-14 cond-mat.str-el math-ph math.MP
Quantum Entanglement of Interacting Fermions in Monte Carlo
给定一个特定的相互作用量子哈密顿量，在一般的空间维度，可以访问它的纠缠特性，如纠缠熵对应的基态波函数？尽管在解决相互作用玻色子和量子自旋的这个问题上已经取得了进展，但对于相互作用费米子还没有相应的方法。在这里，我们表明，相互作用的费米子哈密顿的纠缠结构有一个特别简单的形式-相互作用的约化密度矩阵可以写为一个总和的运营商，描述自由费米子。这种分解允许人们计算可以通过行列式量子蒙特卡罗模拟的哈密顿量的Renyi熵，同时采用迄今为止仅适用于自由费米子系统的有效技术。所提出的方法适用于基态，以及热平均约化密度矩阵。
2013-08-06 cond-mat.str-el hep-lat hep-th
Transition from Free to Interacting Composite Fermions away from $ν$=1/3
在$ν=1/3$之上和之下研究了部分填充复合费米子能级的自旋激发。在范围$2/7<ν<2/5$的实验发现显着偏离的非相互作用的复合费米子图片，证明了越来越多的影响的相互作用作为准粒子朗道水平填充。所观察到的发病的过渡从自由相互作用的复合费米子可以连接到凝聚成高阶状态所建议的传输实验和数值计算在相同的填充因子范围内进行。
2006-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interacting Fermions Picture for Dimer Models
最近的经典二聚体与弱排列相互作用的数值结果已通过库仑气体表示的高度随机变量的理论证明。在这里，我们提出了一个完全不同的表示，相互作用费米子图片，它避免了库仑气体方法的一些困难，并提供了一个更好的帐户的数值结果。此外，我们观察到Peierls的论证解释了系统在强相互作用情形下的行为。
2013-05-31 cond-mat.str-el math-ph math.MP
Construction and classification of crystalline topological superconductor and insulators in three-dimensional interacting fermion systems
本研究利用拓扑晶体概念系统构造并分类三维相互作用费米子系统的晶体拓扑超导体与绝缘体，发现多数具非平凡二维块态的拓扑晶体为自由费米子系统无法实现的相互作用拓扑相，验证了带自旋扭曲的晶体等价原理。
2024-06-18 cond-mat.str-el hep-th math-ph
Symmetry-protected topological orders for interacting fermions -- Fermionic topological nonlinear $σ$ models and a special group supercohomology theory
对称性保护拓扑相（SPT）是具有对称性$G$的带隙短程纠缠量子相，如果打破对称性，它们都可以光滑地连接到平凡的乘积态.它已被证明，一个大类的相互作用玻色子SPT相位可以系统地描述的群上同调理论。本文引入了一个（特殊的）群上同调理论，它是标准群上同调理论的推广。我们证明了一大类短程相互作用的费米子SPT相位可以用群超上同调理论来描述。利用超上循环的数据，我们可以得到相应的费米子SPT相的理想基态波函数。我们还可以得到实现SPT相的体哈密顿量，以及边界有效哈密顿量的反常（即非在位）对称性。边界上的反常对称性意味着对称边界对于1+1D边界必须是无隙的，并且在1+1D之外必须是无隙的或拓扑有序的。作为这一一般结果的应用，我们构造了一个新的SPT相在3D中，相互作用的费米子超导体与共面自旋序（具有$T^2=1$时间反演$Z_2^T$和费米子数奇偶$Z_2^f$对称性描述的一个完整的对称群$Z_2^T\times Z_2^f$）。这样的费米子SPT态既不能由自由费米子实现，也不能由相互作用玻色子（由费米子对形成）实现，因此不包括在自由费米子的K理论分类或相互作用玻色子的群上同调描述中。我们还构造了具有全对称群$Z_2\times Z_2^f$的三个相互作用的二维费米子SPT相。如果对称性没有被破坏，这些二维费米子SPT相都具有中心电荷$c=1$无隙边缘激发。
2014-09-16 cond-mat.str-el hep-th math-ph
