Two-orbital SU(N) magnetism with ultracold alkaline-earth atoms
费米子碱土原子具有独特的性质，使其成为实现新型原子钟和简并量子气体的有吸引力的候选者。同时，它们在量子信息处理的背景下吸引了相当多的理论关注。在这里，我们表明，当这样的原子装载在光晶格，它们可以被用来作为独特的多体现象的量子模拟器。特别是，我们表明，从电子角动量的核自旋的去耦可以用来实现多体系统具有前所未有的对称程度，其特征在于SU（N）群与N大到10。此外，核自旋与稳定的光学激发态提供的电子自由度的相互作用允许自旋轨道物理学的研究。这样的系统可以提供有价值的见解过渡金属氧化物，重费米子材料和自旋液相的强相关物理。
2009-09-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Many-body Physics of Ultracold Alkaline-Earth atoms with SU($N$)-symmetric interactions
本文系统回顾了超冷碱土原子量子模拟器中 SU($N$) 对称多体物理的理论与实验进展，涵盖费米气体热力学性质、Fermi-Hubbard 模型及未来研究方向。
2024-11-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Magnetism from $2p$ States in Alkaline Earth Monoxides: Trends with Varying N Impurity Concentration
用密度泛函方法研究了碱土金属一氧化物系列MgO、CaO、SrO、BaO中置换N的$2p$基磁矩和磁耦合.空穴在N $^{2-}$离子附近相当强烈地局部化，当计算中包括强的现场相互作用时，空穴的局部化程度更高。在巡游电子极限下得到了强的磁耦合，但在N $2p$壳层（U）内的库仑排斥远大于N $2p$杂质带宽（W）的局域极限下，磁耦合强烈减弱。我们发现，这个限制是适当的现实N浓度。简单立方子晶格上的有序化可以由于其高方向性而使磁耦合最大化。
2008-08-06 cond-mat.str-el
Many-body correlations in one-dimensional optical lattices with alkaline-earth(-like) atoms
本文研究态依赖光晶格中超冷费米子镱或锶原子的双轨道哈伯德模型，通过精确对角化和矩阵乘积态方法分析一维系统中的密度、自旋和轨道关联，发现特定密度下存在密度波、铁磁、反铁磁及反铁轨道关联。
2023-06-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Orbital magnetism of ultracold fermionic gases in a lattice: dynamical mean-field approach
研究了光晶格中类碱土金属原子超冷四组分混合物的有限温度性质，该性质可用包含Hund交换耦合项的双带自旋$1/2$哈伯德模型有效描述.我们的主要目标是研究交换相互作用对有限温度磁相的影响，为广泛的晶格填充。我们使用动态平均场论方法和它的实空间推广，以获得有限温度相图，包括过渡到磁有序相。它允许确定最佳的实验制度接近超冷气体中的长程铁磁有序。我们还计算了磁有序相附近的熵，这为正在进行的和未来的实验提供了定量预测，旨在接近和研究光晶格中的长程有序态。
2016-05-29 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Multiflavor Mott insulators in quantum materials and ultracold atoms
本文综述多味Mott绝缘体的研究进展，梳理Kugel-Khomskii模型在量子材料中的拓展应用与微观起源，介绍超冷原子体系的多味Mott绝缘实现及相关奇异量子态，并对领域发展作出展望。
2023-11-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Magnetisms of spinor alkali and alkaline-earth atoms in optical lattices
本文从理论上研究了三维光晶格中自旋为1（碱金属原子）和自旋为0（碱土金属原子）玻色子的零温磁序。在自旋为1的玻色子的单模近似下，我们得到了描述光晶格中异质混合的有效玻色-哈伯德模型。基于玻色子动力学平均场论，通过控制碱金属原子和碱土金属原子之间的种间相互作用，绘制了自旋为1的原子具有正负自旋相关相互作用的体系的完整相图.我们发现，自旋-1组件的功能铁磁和磁绝缘相，除了超流，取决于自旋相关的相互作用。取自旋为1的碱金属玻色子为自旋$\uparrow$，自旋为0的碱土金属玻色子为自旋$\downarrow$，我们观察到系统在填充$n=1$处倾向于铁磁绝缘体，在填充$n=2$处倾向于无序绝缘体.有趣的是，我们观察到一个两步莫特绝缘超流体相变，作为碱金属和碱土金属原子之间的质量不平衡的结果。
2020-05-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el physics.atom-ph
Symmetry-protected topological phase transition in one-dimensional Kondo lattice and its realization with ultracold atoms
我们提出超冷类碱土原子在一维光晶格中可以实现一个Kondo晶格模型，该模型以可控的方式拥有一个受保护的拓扑（SPT）相和一个相关的量子相变.从与Kondo单态空间模式相关的拓扑性质和自旋态的对称性本征值两个不同的角度讨论了相变的对称性保护。我们揭示了各种对称性的作用，在这个系统的相图相结合的弱耦合方法通过阿贝尔玻色化和强耦合的基态图片。此外，我们表明，玻色子化的方法正确地描述了从一个费米子的SPT阶段的玻色子的SPT阶段和相关的变化的保护对称性的电荷自由度被冻结的哈伯德排斥的交叉。
2017-10-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
"Haldane" phases with ultracold fermionic atoms in double-well optical lattices
我们提出利用碱金属或碱土金属原子加载到双色光晶格中，实现SU（$N$）对称性保护的一维拓扑相。我们推导出一个现实的模型，这个系统，并从理论上研究它。根据$N$的奇偶性，两类不同的拓扑保护（SPT）相位稳定在半填充模型的物理参数。对于偶$N$，得到了著名的自旋为1的Halcantine相，并将其推广到SU（$N$），而没有局部对称破缺.与此形成鲜明对比的是，至少对于$N=3$，一类新的SPT相，被称为手征性Halfenic相，自发地打破反转对称性，出现了两倍的基态简并。具有开边界条件的后一种基态的特征在于通过共轭相关的不同的左边界自旋和右边界自旋。我们的研究结果表明，拓扑相是在接近的最新实验冷费米子在光晶格。
2017-09-29 cond-mat.str-el
Magnetic-field control of interactions in alkaline-earth Rydberg atoms and applications to {\it XXZ} models
Tokyo University of Science（东京科学大学）；Institute for Molecular Science, National Institutes of Natural Sciences（国立自然科学研究所分子科学研究所）；SOKENDAI (The Graduate University for Advanced Studies)（综合研究大学院大学）
研究磁场对碱土类瑞利德堡原子相互作用的影响，发现Yb-174的各向异性参数行为与其它原子不同，源于其强自旋轨道耦合，通过磁场调控XXZ模型参数，并在一维和二维系统中展示其应用。
2026-08-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Quantum simulation of material-specific Hubbard models with alkaline-earth atoms
Department of Physics, Harvard University（哈佛大学物理系）；Research Laboratory of Electronics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院电子研究实验室）；Institute of Advanced Intelligence and Computing (IAIC), Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)（先进智能与计算研究所（IAIC），科学技术研究局（A*STAR））
本研究提出基于费米子碱土原子的量子模拟架构，可实现多轨道材料哈密顿量关键组分的可编程控制，以双层镍酸盐La₃Ni₂O₇的四带哈密顿量为基准验证了该架构的可行性，为构建可编程超冷原子量子模拟器提供了通用途径。
2026-10-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el physics.atom-ph
Exploring the Kondo model in and out of equilibrium with alkaline-earth atoms
提出了一种利用光晶格中的碱土原子实现各向异性可调的近藤模型的方案。我们的设置的新功能是Floquet工程的相互作用，使用随时间变化的塞曼位移，可以实现使用状态相关的光学斯塔克位移或磁场。所得到的Kondo模型的性质强烈依赖于铁磁相互作用的各向异性。特别是，易平面耦合引起近藤单态形成，即使微观相互作用都是铁磁的。我们讨论了可以用超冷原子测量的系统的平衡态和动力学性质，包括杂质自旋极化率、杂质自旋弛豫速率以及杂质与铁磁浴原子之间的平衡态和动力学自旋关联。我们使用变分非高斯方法分析系统的非平衡时间演化，这使我们能够探索短时间尺度和长时间尺度上的相干动力学，分别由带宽和近藤单线态形成。在猝灭型实验中，当近藤相互作用突然打开时，我们发现实时动力学显示出交叉，让人想起穷人的重整化群流用于描述平衡系统。对于裸易平面铁磁耦合，这使我们能够遵循近藤屏蔽云的形成，从铁磁到反铁磁行为的动力学交叉。在相图的另一侧，我们的计划使得有可能测量量子修正著名的科林加定律描述的杂质自旋弛豫速率的温度依赖性。我们的论文中讨论的理论结果可以使用目前可用的实验技术进行测量。
2018-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Role of alkaline metal in the rare-earth triangular antiferromagnet KYbO$_2$
本研究通过对量子自旋液体候选材料NaYbO₂进行A位K取代，制备了三角反铁磁体KYbO₂，揭示了碱金属取代引发的晶格应变对磁相互作用、g张量及场致有序行为的调控规律，为理解三角晶格磁性体系的构效关系提供了新实验依据。
2023-06-19 cond-mat.str-el
Superconductivity in the New Platinum Germanides MPt4Ge12 (M = Rare-earth and Alkaline-earth Metals) with Filled Skutterudite Structure
合成了具有填充方钴矿结构的锗铂化合物。用X射线衍射和微探针分析了样品的结构和组成。磁化率、比热和电阻率测量证明LaPt4Ge12和PrPt4Ge12在8.3K以下具有超导电性。建立了正常态和超导态的参数。发现Pr化合物具有强耦合和晶体电场单重基态。电子结构的计算表明，在费米能级的状态密度大。SrPt_4Ge_（12）和BaPt_4Ge_（12）具有类似的行为，但T_c较低。
2007-10-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effects of Divalent Alkaline Earth Ions on the Magnetic and Transport Features of La0.65A0.35Mn0.95Fe0.05O3 Compounds
研究了掺杂La_（0.65）A_（0.35）Mn_（0.95）Fe_（0.05）O_3（A= Ca，Sr，Pb，Ba）化合物的磁性和输运性质。所有的组合物显示铁磁/金属到顺磁/绝缘体的转变，除了在整个温度范围内是绝缘和铁磁的Pb掺杂的样品。Pb掺杂化合物中铁磁性和绝缘行为的同时发生很可能是由于存在由Fe和Mn离子分离的FM团簇，这些离子与AFM耦合，从而阻止电流穿过畴间区域。随着La位阳离子尺寸的减小，样品的磁化强度和Tc均降低.我们观察到，（对于固定的Fe含量为5%）的转变温度和磁矩在77 K是最大的Sr掺杂样品，并降低，如果我们增加或减少从Sr大小的阳离子尺寸。Sr基样品的Tc和磁矩的最大值最可能是由于La和Sr的离子尺寸与其他掺杂剂（Ca、Pb、Ba）相比更接近。转变温度和磁矩的降低是由于A位阳离子的尺寸失配引起的Mn-O-Mn角偏离1800。这种偏离导致FM双交换（DE）的减弱。在120 K以下，我们观察到了Pb掺杂样品的电阻率、交流磁化率和磁化强度的自旋冻结效应。这表明由Fe引入的AFM相互作用在Pb掺杂的组合物中最有效，导致FM和AFM相互作用之间的竞争增加。这种FM和AFM相互作用产生一定程度的挫折，导致自旋玻璃样相的出现，其典型的磁性行为进行了研究，为小离子时，失去了类似金属的行为。
2010-09-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum magnetism with ultracold molecules
本文介绍了利用超冷分子在光晶格中实现有效量子磁性的方法，回顾了实验和理论进展，并强调了正在进行的实验所开辟的未来机会。超冷分子提供了在其他有效的自旋系统中难以或不可能实现的能力，例如具有可控程度的空间和自旋各向异性以及有利的能量尺度的长程自旋-自旋相互作用。用超冷分子实现量子磁性提供了对丰富的多体行为的访问，包括物质的许多奇异相和有趣的激发和动力学。远离平衡态动力学在我们的论述中起着关键作用，就像它在最近实现有效量子磁性的超冷分子实验中所起的作用一样。特别是，我们表明，动力学探针允许观察相关的多体自旋物理，即使在极性分子气体，不量子简并。在描述了量子磁性如何在超冷分子中产生，并讨论了最近对极性分子量子磁性的观察之后，我们展望了未来的前景，从近期目标到长期愿景。
2014-06-18 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
