Compass-Heisenberg Model on the Square Lattice : Spin Order and Excitations
我们探讨了各向异性罗盘模型在扰动海森堡相互作用影响下的物理性质，并给出了具有多个量子相变的相图。无穷小海森堡耦合使Compass模型的宏观基态简并度已经提升到热力学极限，它根据耦合常数的符号和大小选择不同的具有Z2对称性的基态，低能激发是自旋波，而反映列序的Compass态与它们之间被宏观能隙隔开。然而，如果满足我们推导的尺寸标准，则可以调整与量子计算目的相关的纳米级结构，使得罗盘状态是最低能量激发，从而避免退相干。
2010-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The Quantum Compass Model on the Square Lattice
利用精确对角化、格林函数蒙特卡罗模拟和高阶微扰理论，研究了由哈密顿量$H = - \sum_{\bm{r}} (J_x σ_{\bm{r}}^x σ_{\bm{r} + \bm{e}_x}^x + J_z σ_{\bm{r}}^z σ_{\bm{r} + \bm{e}_z}^z)$定义的正方晶格上二维自旋1/2罗盘模型的低能性质.当$J_x\ne J_z$，我们表明，在簇的尺寸$L\times L$，低能量谱由$2^L$状态崩溃到彼此指数快速与$L$，一个结论，仍然是真实的任意接近$J_x=J_z$。在这一点上，我们表明，一个更大的国家崩溃指数快速与$L$到基态，我们提出的数字证据表明，这个数字正是$2\times 2^L$。我们还扩展到任意自旋的对称性分析的模型，并表明，所有本征态的两重简并仍然适用于任意半整数自旋，但不适用于整数自旋，在这种情况下，本征态一般是非简并的，在自旋1的情况下，通过精确的对角化证实的结果。莫特绝缘体和约瑟夫森结阵列的影响进行了简要讨论。
2005-01-28 cond-mat.str-el
Phase diagram and Ashkin-Teller universality in the classical square-lattice Heisenberg-compass model
Research Center for Quantum Physics and Technologies, School of Physical Science and Technology, Inner Mongolia University（内蒙古大学物理科学与技术学院量子物理与技术研究中心）
研究揭示了Heisenberg交换与compass各向异性如何共同作用，形成不同的临界行为，包括Ashkin-Teller和Ising临界性。
2026-03-10 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Nature of the Quantum Phase Transition in Quantum Compass Model
在这项工作中，我们表明，量子罗盘模型在一个正方形晶格可以映射到一个费米模型与局域密度相互作用。我们引入一个平均场近似，其中最重要的波动，那些垂直于订购方向，被完全考虑在内。发现在$J_x=J_z$处的量子相变点是一级相变。我们还表明，平均场的结果是强大的对剩余的波动校正到二阶。
2006-12-07 cond-mat.str-el
Order in Quantum Compass and Orbital $e_g$ Models
利用变分张量网络重整化（VTNR）方法研究了无限正方晶格上Compass模型和$e_g$轨道模型中的热力学相变.在量子罗盘模型中，量子阶的起始点估计为${\cal T}_c/J=0.0606(4)$。对于$e_g$轨道模型，我们发现：（$i$）是${\cal T}_c/J=0.3566\pm 0.0001$的一个非常精确的估计，（$ii$）是Ising普适类中的临界指数。挫折的显著大的差异导致如此不同的值的${\cal T}_c$，而纠缠影响的质量的${\cal T}_c$估计。
2017-08-23 cond-mat.str-el
Phase diagram of a square lattice model of XY Spins with direction-dependent interactions
本文推广二维XY自旋正方晶格罗盘模型，利用场论与Monte Carlo模拟揭示其从Ashkin-Teller型连续变化临界点线到四态Potts点，并经一级相变区连接晶格向列Ising相变的相图。
2024-01-17 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Hidden dimer order in the quantum compass model
我们引入了一个精确的自旋变换，将LxL正方形晶格上量子罗盘模型（QCM）的行和列上的受抑Z_{i,j} Z_{i,j+1}和X_{i,j} X_{i+1,j}自旋相互作用映射到具有2（L-1）个经典自旋的（L-1）x（L-1）量子自旋模型。使用对称性，我们解开隐藏的二聚体秩序的QCM，具有相等的两个二聚体的相关性< X_{i,i} X_{i+1,i} X_{k,l} X_{k+1,l} >和< X_{i,i} X_{i+1,i} X_{l,k} X_{l+1,k} >基态，这是独立的实际相互作用。这种顺序与伊辛型自旋相关性共存，而伊辛型自旋相关性随距离衰减。
2010-08-13 cond-mat.str-el
First order phase transition in the anisotropic quantum orbital compass model
利用无限投射纠缠对态算法研究了无限正方晶格上各向异性量子轨道罗盘模型。对于不同的值的$J_x$和$J_z$耦合常数的模型，我们近似的基态和评估的数量，如其预期的能量和本地序参量。我们还计算了基态的绝热时间演化，并表明在$J_x = J_z$中同时存在几个具有不同局域性质的基态。我们所有的计算都与一阶量子相变在这一点上是完全一致的，从而证实了以前的数值证据。我们的结果还表明，张量网络算法特别适合于表征一阶量子相变。
2009-01-04 cond-mat.str-el
Ground state properties of the Heisenberg-compass model on the square lattice
本文通过经典蒙特卡罗、自旋波分析和精确对角化研究正方晶格Heisenberg-compass模型的基态相图，发现六类长程有序相，并揭示经典与量子基态相图高度一致。
2024-10-18 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Magnetic field induced criticality in superconducting two-leg ladders
我们研究的d-波超导相的空穴掺杂的哈伯德模型的排斥相互作用的电子，定义在一个两个腿的梯子，由一个磁场平行于梯形平面施加诱导的临界奇点。我们认为，只要掺杂梯形中最低能量的自旋激发也带有电荷量子数，低温热力学量如比热系数和磁化率在量子临界区将呈现对数奇异性。这种行为与未掺杂的莫特绝缘体阶梯中的磁场诱导临界性形成鲜明对比，后者由零尺度因子普适性及其标志性平方根奇异性所控制。
2016-11-30 cond-mat.str-el
SU(4) Spin-Orbital Two-Leg Ladder, Square and Triangle Lattices
基于广义价键图，将Schwinger玻色子平均场论应用于对称SU（4）自旋轨道系统。对于一个两腿SU（4）阶梯，基态是一个有限的能隙的自旋轨道液体，与最近的数值计算结果吻合得很好。在二维正方形和三角形晶格中，SU（4）Schwinger玻色子分别凝聚在（π/2，π/2）和（π/3，π/3）处。自旋，轨道，和耦合自旋轨道静态磁化率成为奇异的波矢量，其中的两倍的玻色凝聚出现在。研究还表明，在基态中存在自旋、轨道和自旋-轨道耦合的长程有序。
2002-11-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum spin compass models in 2D electronic topological metasurfaces
我们考虑二维拓扑绝缘体（2DTI）中由圆柱形反点构成的正方形点阵的超表面。每个反点支持由螺旋拓扑边缘态形成的简并Kramer本征态对。我们表明，现场库仑排斥导致的发病的莫特绝缘体相在系统中在一定范围内的实验相关参数。2DTI固有的强自旋-轨道耦合特性支持了丰富的一类新兴的低能自旋哈密顿量，这些哈密顿量可以在所考虑的系统中进行仿真，这使得它成为强关联电子系统量子模拟的一个有吸引力的固态平台。
2021-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum many-body scars in transverse field Ising ladders and beyond
我们在梯子上的横向场量子伊辛模型中识别出量子多体伤疤。我们明确了相应的（中光谱，低纠缠）多体本征态可以近似注入准粒子激发到一个确切的，零能量的本征态，这是价键固体类型。接下来，我们提出了一个系统的建设产品状态的特点，在一个弱的横向场的限制，由一个尖锐的峰值局部态密度。我们描述了如何建设这些“峰态”推广到任意尺寸，并表明，在阶梯上，他们的数量尺度与系统大小的平方黄金分割率。
2020-03-30 cond-mat.str-el
Magnetic properties of nanoscale compass-Heisenberg planar clusters
我们研究了正方形晶格上自旋为1/2的模型，通过增加最近邻之间的扰动海森堡相互作用来推广量子罗盘模型，并研究了它的相图和磁激发。这个模型的动机既来自于轨道简并的强关联系统领域，也来自于为量子计算提出的基于固态的器件领域。我们发现，Compass模型的高简并基态是脆弱的，对于任何有限振幅的海森堡耦合，都将变为双重简并基态。通过计算有限集团的自旋结构因子与Lanczos对角化，我们证明了丰富的各种相位特征的Z2对称性，这是铁磁，C型反铁磁，或Neel型，并分析量子涨落的影响相边界。在有序相中，罗盘相互作用的各向异性导致自旋波的有限激发间隙。我们发现，对于小的纳米级团簇与大的各向异性间隙的最低激发列翻转激发，出现由于海森堡扰动的指南针模型的简并基态的流形。我们导出了一个有效的一维XYZ模型，它忠实地再现了这些激发态的精确结构，并阐明了它们的微观起源。低能量列翻转或罗盘型激发对于退相干过程是鲁棒的，因此被很好地设计用于在量子计算中存储信息。我们还指出，氮空位中心之间的偶极相互作用，形成一个矩形晶格的金刚石矩阵可能允许固态实现的各向异性指南针海森堡模型。
2012-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A Tale of Two Quantum Compass Models
研究了量子罗盘模型的两种变体：蜂窝状模型的量子相变及方格无自旋费米子模型的温度依赖维度交叉，并提出通过设计扰动模拟拓扑相变与奇异物质相。
2023-06-27 cond-mat.str-el
Criticality in coupled quantum spin-chains with competing ladder-like and two-dimensional couplings
受材料CaCu $_2$ O $_3$自旋几何的启发，我们研究了一个两层自旋半海森堡模型，其中最近邻交换耦合J和α*J沿平面内的两个轴，耦合J_ \perp垂直于平面.我们研究这类模型使用随机级数展开（SSE）量子蒙特卡罗模拟在有限的温度和级数展开方法在T=0。发现分离N{é}el有序和无序基态的层间耦合临界值J_ \perp^c与$α$的平方根关系密切。T=0和有限温度特性的模型。
2003-09-11 cond-mat.str-el
Exact Ground States and Phase Diagram of the Quantum Compass Model under an in-plane Field
本文研究面内磁场中的方格 S=1/2 QCM，构造特殊场点的精确乘积基态与激发态，并确定 SVC、Ising 链及自旋条纹相之间的相图和一级相变。
2023-10-03 cond-mat.str-el
Quantum versus Classical Dynamics in Spin Models: Chains, Ladders, and Square Lattices
我们提出了一个全面的比较自旋和能量动力学在量子和经典自旋模型上不同的几何形状，从一维链，准一维梯子，二维正方形晶格。聚焦于形式上无限温度下的动力学，我们特别考虑了局域密度的自相关函数，其中时间演化要么由量子情形下的线性薛定谔方程控制，要么由经典力学情形下的非线性哈密顿运动方程控制。虽然，在充分的一般性，量子和经典动力学之间的定量协议，因此不能预期，我们的大规模的数值结果自旋$1/2$系统高达$N = 36$晶格网站，事实上违背了这一期望。具体来说，我们观察到一个非常好的协议，所有的几何形状，这是最好的不可积量子模型在准一维或二维，但仍然令人满意的情况下，可积链，至少如果输运性质不占主导地位的大量守恒定律。我们的研究结果表明，经典或半经典模拟提供了一个有意义的策略来分析量子多体模型的动力学，即使在自旋量子数$S = 1/2$是小的，远离经典极限$S \to \infty$的情况下。
2021-08-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Phase diagram of Rydberg-dressed atoms on two-leg square ladders: Coupling supersymmetric conformal field theories on the lattice
本文研究了在软肩势存在下硬芯玻色子在两条腿梯子中的相图。我们展示了如何本地和非本地项之间的竞争产生了一个相图与液相占主导地位的集群，自旋，和密度波准长程有序。这些阶段被Berezinskiii-Kosterlitz-无量纲、高斯和超对称（SUSY）量子临界跃迁分开。对于后者，我们提供了耦合超对称共形场论的唯象描述，其预测证实了矩阵乘积态模拟。我们的研究结果的动机，并直接相关的，最近的实验与里德伯打扮的原子在光晶格中，阶梯动力学已经被证明，并强调这些设置的能力，调查奇异的量子现象，如集群液体和耦合超对称共形场论。
2022-06-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Dissipative spin chain as a non-Hermitian Kitaev ladder
本文研究带退相干噪声的一维量子罗盘模型，通过将其映射到非厄米Kitaev梯子并用Majorana费米子求解，精确得到了Liouvillian能隙、相变点及边缘自旋自关联函数，揭示了拓扑区域对退相干的抑制作用。
2023-04-15 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el math-ph
Experimental evidence of paired hole states in model high-$T_c$ compounds
本文用半经验的X射线吸收（XAS）再分析和精确对角化的团簇计算重新研究了Sr $_{14-x}$ Ca $_x$ Cu $_{24}$ O $_{41}$（SCCO）中空穴的分布。一个新的解释XAS数据导致更大的阶梯孔密度比以前建议。这些新的空穴密度导致最近报道的空穴晶体（HC）沿阶梯1/3和1/5波矢量的简单解释。我们的解释与梯子横档上的成对孔是一致的。对掺杂阶梯结构的极小模型的精确对角化结果表明，由于共振价键（RVB）物理作用，由正方形格元中的4个自旋组成的自旋结构的稳定化抑制了具有1/4波矢的空穴晶体。
2006-04-04 cond-mat.str-el
Nonequilibrium quantum dynamics of a charge carrier doped into a Mott insulator
本文研究了引入到非掺杂莫特绝缘体中的载流子在恒定电场F作用下在t-J梯形和正方形晶格上的实时动力学行为。我们计算准稳态电流。在这两个系统中，观察到绝热制度，其次是正微分电阻率（PDR）在中等领域的载流子迁移率确定。当在大磁场下两个系统都进入负微分电阻率（NDR）区域时，梯形和二维（2D）系统之间出现定量差异。在梯形系统中，布洛赫振荡占主导地位，而在2D中，电流保持有限，与1/F成比例。在2D中PDR和NDR区域之间的交叉伴随着传播自旋极化子的空间结构的变化。
2011-05-09 cond-mat.str-el
Spinless fermions in a $\mathbb{Z}_{2}$ gauge theory on the triangular ladder
本文研究了三角梯上无自旋物质费米子与约束$\mathbb{Z}_{2}$格点规范理论的耦合。三角形晶胞和梯形几何形状强烈地修改了物理学，与先前对正方形晶格的分析相比。在静态情况下，空梯和满梯的偶规范理论和奇规范理论是相同的。由于电耦合的规范场动力学的周期性边界条件的情况下，显着影响，使解除限制的过程中的交叉一般和量子相变（QPT）仅用于装饰耦合。在有限的掺杂和静态的情况下，交错磁通绝缘体在半填充和消失的磁能竞争与均匀的磁通金属在升高的磁能。对于正方形晶格，发现了一个单一的量子点转移到受限的费米子二聚体气体与电耦合。然而，受限相中的二聚体共振仅是二阶过程，可能降低大磁能相分离的趋势。得到的结果采用映射到纯自旋模型的$\mathbb{Z}_{2}$规范不变矩，从正方形晶格，和密度矩阵重整化群计算其数值的目的。全球扫描的量子相位在中间耦合制度。
2022-05-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el hep-lat
Variational tensor network renormalization in imaginary time: Two-dimensional quantum compass model at finite temperature
通过注意到具有哈密顿量$H$的二维（2D）晶格系统的吉布斯算子$e^{-βH}$可以由三维张量网络表示，第三维是虚时间（逆温度）$β$，获得了描述量子系统中的热力学相变的进展。沿着$β$粗粒化网络会产生具有有限键维度$D$的2D投影纠缠对算子（PEPO）。粗粒化由等距的树张量网络执行。的等距优化变-考虑到充分张量环境-最大限度地提高精度的PEPO。该算法被应用到各向同性的量子罗盘模型在一个无限的正方形晶格附近的破缺相变在有限温度下。根据对称相的线性磁化率和破缺相的序参量，估计临界温度为${\cal T}_c=0.0606(4)J$，其中$J$是$S=1/2$赝自旋之间的各向同性耦合常数。
2016-04-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Entanglement Spectra of the quantum hard-square model: Holographic minimal models
我们研究了量子晶格-气体模型的纠缠性质，我们可以找到精确的基态（Rokhsar-Kivelson型）。基态可以表示为状态的叠加，每个状态的特征在于具有最近邻排斥的粒子配置。我们证明了梯形模型的约化密度矩阵与经典硬方模型的传递矩阵密切相关。当参数选择适当时，正方形和三角形阶梯模型的纠缠谱是临界的，因此相应的经典硬正方形模型是临界的。详细的分析表明纠缠哈密顿量的临界理论是$c<1$最小共形场论。我们进一步证明了尽管原来的量子格子气模型是不可积的，但三角梯的纠缠哈密顿量是可积的。
2012-09-19 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Gauge invariance in a Z_2 hamiltonian lattice gauge theory
基于矩阵乘积方法，提出了一种求解$Z_2$格点规范理论的有效变分方法。该方法适用于梯形和正方形格子。在研究规范理论的哈密顿形式时，需要对量子态施加高斯定律以保证规范不变性。在梯形格点上，我们通过对规范哈密顿量对角化后的高斯算符的期望值来识别规范不变的低态。在正方形晶格上，二级相变被很好地再现。
2005-09-15 cond-mat.str-el hep-lat
Nonequilibrium propagation and decay of a bound pair in driven t-J models
本文对两条腿的梯子和正方形格子上的t-J系统中束缚态的非平衡响应进行了精确的含时数值研究。我们表明，绑定的空穴对衰减的发病有限的恒定电流，如果绑定和耗散共享匹配的自由度的机制。此外，通过调查的机制上的正方形晶格的衰减，我们发现，动力学是由在垂直于电场的方向上的衰减，导致更短的衰减时间相比，这种动态拓扑限制的阶梯。
2012-10-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Critical lines and ordered phases in a Rydberg-blockade ladder
针对一维链外里德堡原子阵列理论分析困难的问题，研究方形梯形可解里德堡阻塞原子模型，发现多种密度波相与相变，证实非可逆对称残差的作用及手征三态Potts相变的可能性。
2023-08-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Exact Valence-Bond Solid Scars in the Square-Lattice Heisenberg Model
本研究发现方格Heisenberg模型中存在能量为零的精确价键固体多体疤痕态，阐明其角动量代数与价键自旋反排列抵消的物理起源，通过精确对角化验证其涵盖大部分精确本征态，且具有面积律纠缠、破缺平移对称等独特性质。
2024-12-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Magnetization plateaus and enhanced magnetocaloric effect of a spin-1/2 Ising-Heisenberg and Heisenberg double sawtooth ladder with four-spin interaction
本文通过转移矩阵、ED与DMRG研究含四自旋相互作用的双锯齿梯，发现四相点、增强磁热效应和磁化平台迹象，并阐明Ising-Heisenberg模型可用于理解全量子Heisenberg模型。
2023-07-07 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Dimerized phase and transitions in a spatially anisotropic square lattice antiferromagnet
研究了空间各向异性正方晶格量子反铁磁体。该模型描述了各向同性自旋1/2海森堡链（交换常数J）在横向（J_ \perp）和对角（J_ \times）方向上的反铁磁耦合.经典的，该模型承认两个有序的基态-反铁磁和铁磁链间自旋相关-由一个一级相变在J_ \perp = 2 J_ \times分开。我们表明，在量子模型中，这种过渡分裂成两个，揭示了一个中间的量子无序的柱状二聚体相，无论是在两个维度和一个简单的双腿梯形版本。我们描述量子临界点分离这自发二聚相从经典的。
2004-02-03 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Majorana Spin Liquids, Topology and Superconductivity in Ladders
我们从理论上解决自旋链类似物的Kitaev量子自旋模型的蜂窝晶格。出现的量子自旋液体相或安德森共振价键（RVB）态可以理解为一个有效的模型，在p波超导和马约拉纳费米子。我们推导出一个广义相图的两条腿的梯子系统与可调链之间的相互作用强度，使我们能够改变形状的晶格（从正方形到蜂窝状带状或砖墙梯子）。我们评估的绕组数与可能的紧急（拓扑）在边缘的无隙模式。在Az相中，由于突现的Z2规范场和π-通量基态，可以通过类似于复曲面代码来构建自旋1/2（环）量子比特算符。此外，我们还展示了中间无带隙B相在广义阶梯模型中的演化。对于brickwall阶梯，将$B$相位简化为一条线，并在阶梯张量积态表象和玻色化下用微扰理论对其进行了分析。最后，我们表明，掺杂与几个孔可以导致在形成的空穴对，并导致与苏-Schrieffer-Heeger模型在聚乙炔映射;超导绝缘量子相变这些空穴对是可访问的，以及相关的拓扑性质。
2017-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Comprehensive quantum Monte Carlo study of the quantum critical points in planar dimerized/quadrumerized Heisenberg models
本文研究了两个平面正方形格子海森堡模型，其耦合分别以梯形和格元排列的形式显式二聚化或四聚化。我们研究了这些模型的量子临界点（随机级数展开）的量子蒙特卡罗模拟作为耦合比$α= J^\prime/J$的函数。确定了梯形模型中有序-无序量子相变的临界点为$α_\mathrm{c} = 1.9096(2)$，改进了以往的研究。对于元胞模型，我们获得$α_\mathrm{c} = 1.8230(2)$建立了第一个基准，这个模型从量子蒙特卡罗模拟。基于这些值，我们给出了进一步令人信服的证据，该模型是在三维（3D）经典海森堡普适类。这一贡献的结果将是有用的参考，为未来的研究平面海森堡模型，如关于非磁性杂质的影响，在量子临界点。
2009-01-21 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
