Variational cluster approach to the single impurity Anderson model
本文用集团微扰理论和变分集团方法(VCA)研究了单杂质Anderson模型。本文给出了无相互作用体系的VCA巨势的表达式。在不同参数区域的单粒子动力学的结果表明,与已建立的重整化群的结果是一致的。我们的目标是广泛和全面的概述的能力和缺点的方法。我们解决的问题,在何种程度上难以捉摸的低能量特性的模型是可重复的框架内的VCA。此外,这些基准对连续时间量子蒙特卡罗计算。我们还讨论了一种替代方案,即自洽制定的VCA,这是最近推出的非平衡系统的背景下所获得的结果。
2012-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spectral and transport properties of a half-filled Anderson impurity coupled to phase-biased superconducting and metallic leads
我们推导并应用了一个一般的方案,用于映射到一个普通的半填充单杂质安德森模型与单一的修改隧道态密度的半填充单能级量子点耦合到一个正常的金属和两个超导相偏置的铅组成的设置。该理论允许否则不可行的应用程序的标准数值重整化群,并能够获得相位相关的本地光谱特性以及相位相关的诱导配对和约瑟夫森电流。由此产生的输运性质匹配以及与数值精确的连续时间的杂交扩展量子蒙特卡罗。对于弱耦合的正常电极,光谱特性可以用正常电极加宽的Andreev束缚态来解释,该束缚态具有类似于超导Anderson模型的相位依赖位置,其共存于具有Kondo峰的$π$ -类相位中,该Kondo峰的相位依赖Kondo温度遵循先前在Domauburski等人中所描述的形式,物理学~修订版~ B { \bf 95},045104(2017)
2021-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Asymmetry effects on the phases of RKKY-coupled two-impurity Kondo systems
本文研究了不对称性对RKKY耦合双杂质Kondo系统相态的影响,发现禁止电荷转移时相变具有鲁棒性,而电荷转移则将相变转变为交叉,并提出了相关实验方案。
2022-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Linear response of a one-dimensional conductor coupled to a dynamical impurity with a Fermi edge singularity
我研究的动力学相关性,量子杂质诱导费米海,它是耦合。我考虑的量子传输设置中的杂质可以实现在一个双量子点。相同的哈密顿量描述了金属玻璃中的隧穿态,并且可以映射到欧姆自旋玻色子模型上。它表现出费米边缘奇异性,即许多费米子关联导致杂质衰变率具有非平凡的幂律能量依赖性。我表明,有一个简单的时间杂质的相关性之间的关系,一方面,和线性响应的费米海的外部扰动。这导致费米海的非局部极化率的空间和时间依赖性的幂律奇异性,这可以在传输实验中检测到。
2013-12-12 cond-mat.str-el
Thermal transport in a spin-1/2 Heisenberg chain coupled to a (non) magnetic impurity
研究了(非)磁性杂质对自旋为1/2的海森堡链模型热输运的影响。这个独特的系统允许探测近藤型现象的原型强相关系统。利用数值对角化技术,我们研究了频率依赖的热导率与系统尺寸和主机杂质耦合强度的标度以及对温度的依赖性。我们特别专注于分析切割愈合的薄弱环节或磁性杂质的主机链通过近藤样筛选的温度降低。
2010-02-03 cond-mat.str-el
Exact ground state density functional theory for impurity models coupled to external reservoirs and transport calculations
本文提出了一种利用密度矩阵重整化群技术构造关联电子系统模型的精确基态交换关联泛函的方法。该技术被应用到M位谐振能级模型。我们计算其精确的Kubo电导,这是可在DMRG,并比较从科恩-沙姆的能量和轨道的精确基态密度泛函理论(DFT)的单粒子电导。据发现,运输共振的位置基本上是准确地再现,而在水平加宽的偏差可以小于1%,不超过10%。我们的研究结果提供了强有力的支持,最近举行的观点,即近似的基态泛函中使用的DFT为基础的运输计算可能会导致严重的错误,运输计算,而交换相关的贡献,诱导的有效电位往往是不太显着。
2007-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Multi-impurity Anderson model for quantum dots coupled in parallel
多个(N个)量子点并联耦合到同一单模导电沟道的系统可以被建模为单沟道N-杂质安德森模型。利用推广的Schriffi-Wolff变换,我们证明了在粒子-空穴对称点附近,局域矩区的有效哈密顿量是N-杂质S=1/2 Kondo模型.点之间的导带介导的RKKY交换相互作用是铁磁性的,并且在中间温度下将力矩锁定到最大自旋S=N/2基态。我们提供了RKKY相互作用的分析估计。在低温下,由于近藤效应,自旋被传导电子部分屏蔽到N/2-1/2。通过比较N-杂质Anderson模型磁化率的精确数值重整化群结果和S=N/2 SU(2)Kondo系统的精确Bethe-Anneal结果,我们发现在低温下量子点可以用有效的S=N/2 Kondo模型来描述.此外,Kondo温度与杂质N的数量无关。我们证明了自旋N/2基态以及相关的S=N/2近藤效应的鲁棒性,通过研究系统的稳定性相对于各种实验相关的扰动。最后,我们探讨了由这些微扰驱动的各种量子相变。
2006-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum impurity coupled to Majorana edge fermions
研究了二维螺旋拓扑超导体边缘态的量子杂质,一对反向传播的马约拉纳费米子边缘通道具有相反的自旋极化。对于由安德森杂质模型描述的杂质,我们表明,该问题映射到一个变种的相互作用的共振两能级模型,反过来,映射到铁磁近藤模型。考虑磁性和非磁性杂质。对于磁性杂质,玻色化和数值重整化群分析表明,系统流到一个具有剩余ln 2熵的不动点,并发现了特征各向异性的静态和动态杂质磁性。对于非磁性杂质,系统流到一个固定点,没有剩余熵,我们发现在低温下的抗磁响应。我们评论的Schriffl-Wolff变换的问题与非标准的导带连续和有关的问题的差异,在描述杂质的安德森或近藤杂质模型。
2011-10-20 cond-mat.str-el
Quench dynamics of the Kondo effect: transport across an impurity coupled to interacting wires
我们研究了量子猝灭后的近藤效应的实时动力学,其中磁性杂质耦合到两个金属哈伯德链。使用有效场论的方法,我们发现,对于非相互作用的电子的电荷电流通过杂质的标度函数,涉及近藤时间。在相互作用的情况下,我们表明,近藤时间减少的排斥相互作用的强度和电流的时间依赖性揭示了近藤效应在Luttinger液体的签名。此外,我们验证了杂质磁化的弛豫并不表现出普遍的标度行为的微扰制度低于近藤时间。我们的研究结果突出了非平衡动力学作为一个有价值的工具,在相互作用系统中的量子杂质的研究中的作用。
2023-02-07 cond-mat.str-el
Coupled-cluster impurity solvers for dynamical mean-field theory
我们描述了使用耦合集团理论作为杂质求解动力学平均场论(DMFT)及其集群扩展。本文在耦合团簇单双激发理论(CCSD)的水平上,对一维和二维哈伯德模型中团簇杂质的态密度和自能问题进行了数值计算.与精确对角化的比较表明,CCSD在各种$U/t$值和填充分数下产生精确的态密度和自能。然而,低成本允许使用许多浴点,我们通过直接在实频轴上离散化杂交来定义浴点。我们观察到收敛的动力学量使用约30浴网站每个杂质网站,我们最大的4网站集群DMFT计算使用120浴网站。我们认为耦合团簇杂质求解器在动力学平均场论的从头算公式中是有吸引力的。
2019-08-19 cond-mat.str-el physics.chem-ph
Kondo screening in high-spin side-coupled two-impurity clusters
我们研究了由两个杂质近藤模型描述的两个磁性杂质的系统,其中只有第一个杂质直接耦合到导带,而第二个杂质与第一个通过海森堡交换耦合在“侧耦合”配置。我们考虑了杂质自旋的各种选择(S_1<S_2,S_1=S_2和S_1>S_2),并对比了在没有第二种杂质的情况下,杂质间交换耦合J低于或高于第一种杂质的近藤温度T_K^(0)的情况。该模型是侧耦合双量子点双杂质模型的高自旋推广,对应于最简单的S_1=S_2=1/2情形,其中当J<T_K^(0)时,矩被连续地分两阶段屏蔽(“两阶段近藤效应”)。我们证明了当S_2 >= S_1时,两阶段Kondo屏蔽一般发生。当S_1 >= 1时,第二Kondo温度T_K^(2)不像S_1 = 1/2时那样呈指数衰减,而是近似为耦合J的幂律函数。此外,当S_1 >=1 1时,所有三个标度(T_K^(0),J,T_K^(2))都明显地出现在热力学性质的温度依赖性中。当S_1 > S_2时,当J<T_K^(0)时,不存在第二阶段屏蔽,而当J>T_K^(0)时,发现了有效自旋S_1-S_2的Kondo屏蔽。
2009-11-11 cond-mat.str-el
Steady-state dc transport through an Anderson impurity coupled to leads with spin-orbit coupling
我们使用插值微扰方法(IPA)研究了由相互作用的量子点(建模为安德森杂质)与两个具有Rashba SOC的非相互作用金属引线耦合组成的系统的稳态直流输运特性。单粒子光谱,电流和微分电导得到在弱和强耦合制度在很宽的SOC和偏置值。广泛的基准测试的IPA验证的线性和非线性响应制度的方法。普遍的零偏差($V_{sd}=0$)峰,其宽度与近藤标度成比例($T_K$)和在零温差电导中$V_{sd}=\pm U$周围的两个非通用有限偏压峰显示出随着$U$或SOC的增加而明显分离。升高温度引起零偏压峰的熔化,导致从三峰电导到双峰电导的交叉。最近的实验发现,在固定的温度下增加SOC会出现双峰结构。我们的研究结果似乎提供了一个定性的解释,这些意见作为一个SOC调谐交叉从弱/中间强耦合,同时交叉从低$T/T_K$高$T/T_K$的比例。我们还重现实验观察到的零偏置电导的温度依赖性。
2023-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Excitonic Insulator State of the Extended Falicov-Kimball Model in the Cluster Dynamical Impurity Approximation
利用变分集团近似(VCA)和集团动力学杂质近似(CDIA),比较研究了二维正方晶格上扩展Falicov-Kimball模型(EFKM,一种无自旋双带模型)中激子绝缘体态的性质.在后者中,粒子浴网站被包括在参考集群中,以考虑相关网站中的粒子数波动。因此,我们计算的粒子数分布,序参量,基态相图,反常格林函数,和对相干长度,从而证明了有用的CDIA在讨论的激子凝聚的EFKM。
2017-05-25 cond-mat.str-el
Transient dynamics of a magnetic impurity coupled to superconducting electrodes: exact numerics versus perturbation theory
耦合到超导体的杂质提供了一个可控的平台,以了解超导性,多体相互作用和非平衡物理之间的相互作用。在平衡状态下,杂质处的局域相互作用诱导自旋单线态到自旋双线态基态之间的跃迁,导致超导符号反转($0-π$跃迁)。在这项工作中,我们应用精确的含时密度矩阵重整化群方法来模拟这种超导系统的瞬态动力学。我们还使用微扰近似来分析它们在更长时间内的性质。这两种方法适用于广泛的参数范围。在相位偏置的情况下,系统被困在一个亚稳态,其特征在于较低的超电流相比,平衡的情况下。我们发现,局部库仑相互作用不提供一个有效的弛豫机制,最初被困准粒子。相比之下,其他弛豫机制,如耦合到第三个正常的铅,使杂质自旋弛豫对应于平衡$0$相的参数值。对于对应于平衡$π$相的参数,杂质收敛到自旋极化的稳态。类似的定性行为被发现为一个电压偏置的结,这提供了一个有效的弛豫机制的结中捕获的准粒子。
2021-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nonequilibrium Dynamics Across an Impurity Quantum Critical Point
一个小的量子力学系统是否能够在外部局部扰动使其脱离热平衡时与环境平衡是一个贯穿许多不同科学领域的中心问题。在这里,我们考虑这样一个问题的相关量子杂质耦合到一个费米子水库和驱动出平衡的局部量子猝灭,如最近实现的光吸收实验中的单量子点。我们认为,在这个问题中的平衡是深深连接到近藤效应的发生在低能量和一个高度非平凡的动力学行为可能会出现一个本地量子临界点之间的入侵传统的近藤屏蔽相和近藤未屏蔽的。我们讨论这个问题的上下文中的安德森杂质模型耦合到一个伪间隙水库,通过使用相关的时间依赖性变波函数,能够定性地描述这个物理。
2012-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Bound states and local topological phase diagram of classical impurity spins coupled to a Chern insulator
本文研究经典杂质自旋与Haldane模型交换耦合的束缚态,发现除k空间陈数外还存在局域S空间自旋陈数,并通过数值计算构建了随耦合强度变化的局域拓扑相图。
2024-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Monte Carlo method for models of molecular nanodevices
本文介绍了一种量子蒙特卡罗方法,在有限温度下精确计算了玻色子场与费米子量子杂质耦合的格林函数。虽然该算法是一般的,我们专注于耦合到一个荷斯坦声子作为分子晶体管的示意图模型的单个杂质安德森模型。我们计算了大范围参数下的杂质态密度,验证了该方法的准确性和有效性。我们还得到了杂质模型的电导,并分析了不同的制度。结果表明,即使在有效吸引声子相互作用大于库仑排斥作用的情况下,也可以观察到类似Kondo的电导行为。
2005-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Impurity-induced magnetic moments on the graphene-lattice Hubbard model: an inhomogeneous cluster DMFT study
缺陷诱导的磁矩是石墨烯的自旋电子学应用研究工作的中心。在这里,我们研究的问题,石墨烯中的杂质与一个新的理论方法,非均匀团簇动力学平均场论(I-CDMFT),它考虑到相互作用引起的短程关联,同时允许长程不均匀性。系统采用蜂窝格子上的哈伯德模型描述。杂质由局部势来模拟。对于足够大的势,相互作用诱导局部反铁磁关联周围的杂质和净总自旋$\frac12$出现,在协议与Lieb的定理。由杂质引起的束缚态在局域态密度(LDOS)中可见,并且它们的能量以自旋依赖的方式通过相互作用而移动,从而导致反铁磁关联。我们的结果考虑到动力学相关性,但他们定性同意以前的平均场和密度泛函理论(DFT)的研究。此外,它们提供了杂质势和原位排斥$U$之间的关系,该关系原则上可用于通过实验确定$U$的值。
2014-11-18 cond-mat.str-el
Strongly Correlated Two-Electron Transport in a Quantum Waveguide Having a Single Anderson Impurity
利用Bethe近似精确求解了具有Anderson型杂质的一维沟道中强关联的两电子输运。我们发现,自旋单重态和三重态的输运性质是根本不同的,因此杂质作为一种新的过滤器,操作的基础上的总自旋角动量的电子对,但不是个人的自旋。该过滤器提供了一个确定性的生成电子纠缠的自旋,以及能量和动量空间。
2008-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dynamical Variational Monte Carlo as a quantum impurity solver: Application to Cluster Dynamical Mean-Field Theory
本文提出基于动力学变分蒙特卡洛(dVMC)的量子杂质求解器,利用其良好的系统尺寸标度处理更大团簇,并通过一维 Hubbard 模型的 CDMFT 计算验证其有效性。
2023-07-28 cond-mat.str-el
Coupled electron-impurity and electron-phonon systems as trivial non-Fermi liquids
我们认为,在两个(2D)和三个(3D)的维度,与淬火杂质和声子内的领先阶有限温度多体微扰理论相互作用的电子气,计算电子自能,光谱函数,和动量分布函数在有限的温度。所得的谱函数一般是高度非洛伦兹的,表明该系统不是通常意义上的费米液体。计算出的动量分布函数在任何温度下都不能用费米函数近似,这提供了一个相当简单的非费米液体的例子。
2019-08-23 cond-mat.str-el
Impurity effects in coupled-ladder BiCu2PO6 studied by NMR and quantum Monte Carlo simulations
我们提出了一个耦合自旋1/2梯形化合物BiCu 2 PO 6的31 P NMR研究。在纯材料中,本征磁化率和动力学显示约为的自旋间隙。非磁性Zn或磁性Ni杂质在Cu位的替代诱导交错磁化,这导致31 P NMR线加宽,而远离缺陷的磁化率不受影响。Ni对NMR谱线展宽的影响是Zn的两倍,这与量子蒙特卡罗(QMC)计算假设Ni铁磁耦合到其相邻的Cu一致。诱导力矩遵循1/T的温度依赖性,由于居里样的发展的力矩振幅,而其扩展饱和,不依赖于杂质含量或性质。这使我们能够验证杂质掺杂的一般预期的情况下,并将其扩展到磁性杂质的情况下:在反铁磁相关的低维自旋系统与反铁磁相关,任何类型的杂质诱导在低温下的交错时刻,其扩展是不与杂质的性质,但在发挥作用的内在物理在未掺杂的纯系统,从1D到2D系统。
2010-10-21 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Fictive Impurity Models: an Alternative Formulation of the Cluster Dynamical Mean Field Method
“集群”扩展的动态平均场方法,包括更长的范围内的相关性进行了讨论。有人认为,在这些方法中产生的集群自然被解释为物理晶格的实际子单元,但作为计算系数的正交函数展开的电子自能的动量依赖性的算法。因果关系的困难,已被发现瘟疫集群动力学平均场方法被证明是有关的“振铃”现象熟悉傅立叶分析。这个类比被用来激励简单的过滤方法来规避它们的建议。通过与低阶微扰计算和自洽解的比较,验证了该方法的正确性。
2003-08-26 cond-mat.str-el
A real-frequency solver for the Anderson impurity model based on bath optimization and cluster perturbation theory
最近求解安德森杂质模型(AIM)的工作直接在实频轴上获得了很大的兴趣。精确对角化(ED)是一种简单但经常使用的杂质求解器,它基于AIM浴自由度的离散化。通常,浴参数不能直接在实频轴上获得,而是必须通过在松原轴上的拟合过程来确定。在这项工作中,我们提出了一种方法,浴自由度首先离散直接在实频轴上使用大量的浴网站($\approx 50$)。然后,通过酉变换优化浴,使得其分离成弱耦合的两个部分。一部分包含杂质网站和它的相互作用格林函数可以确定与ED。其他(较大)的部分是一个非相互作用的系统,包含所有剩余的浴网站。最后,将这两部分耦合到团簇微扰理论中,计算了完整AIM的格林函数。
2017-10-21 cond-mat.str-el
Quantum impurity in a Tomonaga-Luttinger liquid: continuous-time quantum Monte Carlo approach
我们发展了一个连续时间量子蒙特卡罗(CTQMC)方法耦合到相互作用的量子线描述的Tomonaga-Luttinger液体的量子杂质。该方法是负符号免费的任何值的Tomonaga-Luttinger参数,这是严格证明,因此,有效的低温计算是可能的。一维系统中电子和玻色子的对偶性使我们可以构造一个简单的公式来计算这些系统中的CTQMC算法。我们表明,CTQMC Tomonaga-Luttinger液体可以实现与以前的CTQMC代码耦合到非相互作用的费米子的杂质只有微小的修改。我们应用这种方法的凯恩-费舍尔模型的潜在的散射在一个自旋的量子线和一个单一的自旋耦合的边缘状态的二维拓扑绝缘体假设各向异性XXZ耦合。数值计算了电子格林函数和自旋-自旋关联函数等动力学响应函数,并讨论了它们的标度性质。
2014-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Capacitive interactions and Kondo effect tuning in double quantum impurity systems
本文研究了具有互电容作用的双量子杂质系统的相关输运态。这种系统可以通过双量子点布置或通过量子点和附近的量子点接触来实现,具有独立连接的金属端子组。在适当的条件下,每个点铅子系统中产生的多体自旋关联引起了近藤效应。另外独立的Kondo基态可以通过电容耦合来修改,决定性地修改双量子杂质系统的基态。我们通过变分方法和数值重整化群技术分析了这个耦合系统。我们的研究结果揭示了强烈的依赖性的耦合系统的基态上的电子-空穴的不对称性的各个子系统,以及对各自的水库杂交强度。由电容耦合产生的静电排斥产生了单个能级向更高能量的有效位移,对“较浅”子系统(更接近于与费米能级共振)具有更强的影响,可能将其推出近藤区并显著改变系统的输运性质。有效的远程门控,这意味着被发现依赖于非线性的电容耦合强度,以及独立的子系统的水平。我们在这里提出的这种相互作用的分析应该是重要的,充分表征通过这种耦合系统的运输。
2014-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Semiclassical approximation solved by Monte Carlo as an efficient impurity solver for dynamical mean field theory and its cluster extensions
我们建议,半经典近似与蒙特卡罗模拟相结合,可以是一个有效的和可靠的杂质求解动力学平均场论方程及其集群扩展与大集群的大小。为了证明该方法的可靠性,我们考虑了两个测试情况:(i)单带哈伯德模型的动力学集团近似与4-和8-网站集团和(ii)各向异性的双轨道哈伯德模型的轨道不同带宽的单网站动力学平均场论。我们比较了我们的结果与那些从求解动力学平均场方程与连续时间和行列式量子蒙特卡罗。在这两个测试的情况下,我们观察到合理的金属-绝缘体临界相互作用强度值$U_c/t$,虽然光谱函数的一些细节不能被捕获的半经典近似由于冻结的动力学波动,主要功能再现的方法。
2014-02-02 cond-mat.str-el
Josephson current through a single Anderson impurity coupled to BCS leads
研究了相位差为π的超导体中嵌入量子点的约瑟夫森电流J(π)。将系统模型化为与BCS引线耦合的单个Anderson杂质,采用泛函和数值重整化群框架处理局域库仑相互作用U。我们重新建立了当近藤温度T_K与超导能隙Δ之比,或在适当的T_K/Δ下,改变相位差Δ或杂质能量时发生量子相变的图象。我们提出了准确的零以及有限温度T数据的电流本身,从而解决了争议提出的幅度。对于小到中等的U和T=0的截断功能重整化群被证明产生可靠的结果,而不需要执行苛刻的数值。因此,它提供了一个工具,从实验电流-电压测量提取特性。
2008-01-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Multiple magnetic impurities on surfaces: Scattering and quasiparticle interference
我们研究系统的多个相互作用的量子杂质沉积在一个金属表面上的3D主机。对于实空间双杂质问题,利用数值重整化群计算,由于近藤物理和有效RKKY相互作用之间的相互作用,一个丰富的行为范围内出现-提供的杂质分离是小的。这样的计算允许识别的最小杂质分离所需的独立杂质方面的描述,从而在许多杂质系统中的“稀杂质限度”的开始。一个“稀释集群”的限制也确定在系统中具有较高的杂质密度,杂质间的相互作用是唯一重要的独立集群内。我们计算准粒子干涉(QPI)由于两个和多个杂质,并探讨独立的杂质/集群范例的后果。我们的研究结果提供了一个框架,以调查由于相互作用的杂质在实验相关的表面覆盖的无序的影响。
2015-06-15 cond-mat.str-el
Chebyshev approach to quantum systems coupled to a bath
我们提出了一个新的概念,量子浴的动力学,切比雪夫空间,并在此基础上的概念,切比雪夫空间方法的新方法。切比雪夫空间是一个抽象的向量空间,它精确地表示费米子或玻色子浴自由度,而不需要离散化浴态密度。依靠切比雪夫展开,切比雪夫空间表示具有非常有利的性质,对于各种量子系统的基态性质,静态和动态关联以及时间演化的极其精确和有效的计算。本工作的目的是详细介绍切比雪夫空间,并证明切比雪夫空间方法的能力。虽然中心思想是在充分的概括性,重点是耦合到费米子浴模型系统。特别是,我们解决量子杂质问题,如在主机或玻色子杂质与静态障碍的杂质,和运动的波包链耦合到引线。对于玻色子杂质,我们观测到了任意维离域电子到定域极化子的相变。对于链上的波包,我们展示了切比雪夫空间方法如何实现不同的边界条件,包括透明的边界条件取代无限的线索。进一步计算了无限维Holstein模型的自洽解。通过这些例子,我们展示了如何用适度的计算努力获得系统能量、相关性和谱函数以及观测量的时间依赖性的高精度结果。
2007-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Reentrant Kondo effect in a quantum impurity coupled to a metal-semiconductor hybrid contact
使用NRG,我们表明,一个系统包含一个量子杂质(QI),强耦合到半导体(间隙$2 Δ$)和弱耦合到金属,在低温下显示一个“重入”近藤阶段。对相应的单杂质Anderson模型(SIAM)的NRG分析表明,重入阶段具有第二个SIAM不动点序列:自由轨道(FO)>局域矩(LM)>强耦合(SC).在第一阶段,SC固定点(近藤温度$T_{K1}$)是不稳定的,而第二阶段表现出低得多的近藤温度$T_{K2}$,与一个稳定的SC固定点。结果表明,重入近藤屏蔽与有效的SIAM有关,并具有有效的排斥力$U_{eff}$ .这种低温有效的SIAM,我们称之为“可重入”SIAM,表现为高温(裸)SIAM的“复制品”。出现的直观图像是,第一个近藤状态通过半导体电子的杂质屏蔽而发展,而第二个近藤状态涉及金属电子的屏蔽,一旦半导体电子无法达到热激发($T < Δ$),并且只有间隙内的金属光谱权重可用于杂质屏蔽。此外,我们分析了一个混合动力系统形成的QI“夹在”扶手椅石墨烯纳米粒子(AGNR)和扫描隧道显微镜(STM)的尖端之间,与各自的耦合设置重现上述通用模型。AGNR的能隙可以通过电场诱导的Rashba自旋轨道相互作用进行外部调谐。我们分析了这个系统的现实参数值,使用NRG,并得出结论,再入SIAM,其相关的第二阶段近藤,是值得实验研究。
2020-02-07 cond-mat.str-el
Interplay of charge and spin fluctuations in a Hund's coupled impurity
在洪德金属中,轨道之间的局部铁磁相互作用导致出现复杂的电子状态,具有大而缓慢波动的磁矩。通过引入Hund耦合混合价量子杂质,我们对最近的数值重整化群研究有了更深入的了解。我们发现,价波动大大阻碍了发展的一个大的波动时刻在很宽的温度和能量范围内,其特征在于淬火轨道自由度和奇异的对数行为的自旋磁化率$χ_{\rm sp}''(ω) \propto [ω\ln(ω/T_K^{\rm eff})^2]^{-1}$,非常类似于幂律标度$χ_{\rm sp}''(ω) \sim ω^{-γ}$。这种奇异的自旋波动被怀疑在未来的洪德驱动库珀配对模型中发挥重要作用。
2022-10-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Competition between Kondo and Kitaev Physics in Kitaev clusters coupled to a fermionic bath
耦合到金属引线的几何受抑量子杂质已经显示出丰富的行为,其中量子相变分离近藤屏蔽相和局部矩相。量子杂质中的挫折可以通过杂质团簇的不同自旋之间的Kitaev耦合来引入。我们使用数值重整化群(NRG)来研究一系列的系统,其中的量子杂质组成的Kitaev集群耦合到一个浴的非相互作用费米子。该模型表现出Kitaev和Kondo主导的物理之间的竞争取决于Kitaev耦合是否大于或小于Kondo温度。我们描述了系统的基态性质,并确定了模型中出现分数自由度的交叉尺度的温度依赖性。我们还定性和定量地证明,在近藤极限,复杂的杂质可以映射到一个有效的两个杂质系统,其中出现的自旋$1/2$包括马约拉纳和通量自由度。对于一个四面体形状的Kitaev集群,一个额外的轨道自由度密切相关的通量自由度仍然未屏蔽,即使在海森堡和近藤相互作用的存在。
2020-02-25 cond-mat.str-el
Analytical and Numerical study of the out-of-equilibrium current through a helical edge coupled to a magnetic impurity
采用解析和数值方法研究了反铁磁耦合的时间反演对称螺旋电子边缘与磁性杂质的电导。杂质可以通过产生反向散射电流来降低非相互作用螺旋边缘的理想电导$G_0$。对于时间反演对称设置,背散射稳态电流在近藤温度$T_K$以下趋于消失。我们表明,在保持完美的电导发挥了核心作用的全球$U(1)$对称性。这种对称性可以被打破的螺旋模式的各向异性交换耦合到本地杂质。这种各向异性,在一般情况下,动态消失期间的重整化群(RG)流在低温下的强耦合极限。使用时间相关的数值重整化群(TD-NRG)方法进一步研究了各向异性交换耦合的作用,该方法唯一适合于计算强相关设置的平衡外观测值。我们调查的作用,有限的偏置电压和温度在切割RG流之前,各向同性强耦合固定点,提取相关的能量尺度和交叉的方式,从弱相互作用制度的强耦合反向散射自由屏蔽制度的表现。最值得注意的是,我们发现,在低温下的后向散射电流的电导遵循幂律行为$G\sim (T/T_K)^2$,我们理解为一个强大的非线性效应,由于有限偏置的时间反演对称性破缺。
2020-04-14 cond-mat.str-el
Kondo Destruction in RKKY-Coupled Kondo Lattice and Multi-Impurity Systems
在近藤晶格中,局部自旋和传导电子之间的自旋交换耦合由于传导电子从周围的局部自旋散射和随后的RKKY相互作用而获得非局部贡献。它导致了迄今为止未被认识到的干扰近藤筛选和RKKY相互作用超出Doniach的情况。我们发展了RKKY-修正的Kondo顶点的重整化群理论。近藤温度,$T_K(y)$,抑制在一个通用的方式,由反铁磁RKKY耦合参数$y$控制。超过临界RKKY强度$y_c$,即使在没有磁有序的情况下,完全的自旋屏蔽也不再存在。在此击穿点,$T_K(y)$保持非零,并且不为较大的RKKY耦合$y>y_c$定义。结果是在定量协议与STM光谱实验上可调谐的双杂质近藤系统。在重费米子系统的量子临界方案的可能影响进行了讨论。
2017-03-05 cond-mat.str-el
Strongly correlated multi-impurity models: The crossover from a single-impurity problem to lattice models
我们提出了一个映射的相关多杂质安德森模型耦合到一个集群模型的一些有效的导带捕捉其基本的低能物理。主要成分是复杂的单粒子自能量矩阵的不相关的问题,编码的影响到主机导带上的一组相关轨道的动态。虽然自能矩阵的实部在簇轨道之间产生有效跳跃,虚部确定映射模型中与有效导带的耦合。虚部的秩决定了问题的独立筛选通道的数量,并允许用严格的数学陈述取代现象学穷举准则。该等级提供了第一类和第二类多杂质模型之间的区别。对于后者,没有足够的屏蔽通道可用,因此单重态基态必须由团簇间自旋相关驱动。这种分类提供了一个根本的答案,为什么铁磁相关的本地时刻是无关的自旋补偿的基态在稀杂质模型,而他们竞争的近藤规模在密集的杂质阵列,没有引起自旋密度波的问题。从映射模型的解析结构中推导出文献中三个例子的低温物理,证明了这种方法的潜在力量。NRG计算最多为5个站点群集。我们调查的外观挫折诱导的非费米液体不动点的三聚体,并证明存在几个临界点的KT型铁磁相关抑制筛选的额外的有效自旋$1/2$自由度。
2020-12-08 cond-mat.str-el
Quantum phase transitions in a charge-coupled Bose-Fermi Anderson model
我们研究了近藤物理与磁杂质能级的安德森模型中的耗散之间的竞争,该磁杂质能级与金属宿主杂交,并且通过杂质电荷耦合到具有与ω^s成比例的谱密度的玻色子浴的位移。随着杂质-浴耦合从零开始增加,杂质能级中两个电子之间的有效库仑相互作用从其排斥裸值逐渐重整化,直到它最终变得吸引。对于弱杂化,这种重正化又产生了从传统的自旋扇区近藤效应到电荷近藤效应的交叉。在粒子-空穴对称性下,并且对于亚欧姆浴指数0 < s < 1,杂质-浴耦合的进一步增加导致连续的零温度过渡到对称性破缺相,其中基态杂质占据\n_d获得期望值< \n_d >_0 \ne 1。杂质占据对局部施加的电势的响应具有在相互作用临界点处预期的临界指数和ω/T标度的超标度性。临界指数的数值表明,该跃迁与亚欧姆自旋玻色子模型属于同一普适类。对于欧姆情况s = 1,跃迁不是Kosterlitz-Schloss型。远离粒子-空穴对称性,量子相变被平滑的交叉所取代,但是在升高的温度和/或频率下,对称量子临界点的特征仍然存在于物理性质中。
2009-10-09 cond-mat.str-el
Validity of the local self-energy approximation: Application to coupled quantum impurities
我们检查本地自能近似的质量,在这里应用到多个量子杂质耦合到一个电子浴模型。局域自能通过求解自洽确定的有效介质中的单杂质Anderson模型获得,类似于关联晶格系统的动力学平均场论(DMFT)。通过比较使用数值重整化群得到的精确结果,我们确定的情况下,“杂质DMFT”是能够捕获的物理高度不均匀的系统,和那些情况下,它失败了。对于两个磁性杂质分离在真实空间中,发病的稀限被捕获,但RKKY占主导地位的杂质间单重态的形成不能被描述。对于平行量子点器件,杂质DMFT通过自洽产生临界赝能隙有效介质成功地捕获了欠屏蔽近藤物理。然而,调谐点间耦合的高自旋态和低自旋态之间的量子相变无法描述。
2015-10-02 cond-mat.str-el
Magnetic Impurity in a Metal with Correlated Conduction Electrons: An Infinite Dimensions Approach
我们考虑磁安德森杂质耦合到晶格位置的哈伯德模型。在无限维情况下,杂质电子的单粒子关联可用双杂质系统的有效哈密顿量来描述。其中一个杂质与自由电子池相互作用,并代表Hubbard晶格,另一个杂质通过裸杂化相互作用与第一个杂质耦合。在1/N展开的框架中,对于弱传导-电子相互作用(小U)的情况下,有效的两个杂质哈密顿量的研究揭示了通常的指数近藤尺度的增强。然而,中间相互作用(U/D = 1 - 3),变分原理处理,导致指数标度的损失。计算了有效双杂质系统的近藤温度T_K随杂化参数的变化,发现T_K随U的增大而减小。讨论了半填充时中间区近藤效应的非费米液体特性。
1997-06-27 cond-mat.str-el
A Kondo impurity in one dimensional correlated conduction electrons
用密度重整化群方法研究了自旋为1/2的磁性杂质与一维关联电子系统的耦合。近藤温度大大提高了强排斥作用的链,但在电子吸引的情况下,非单调变化。杂质的零温磁化强度表现为局域费米液体行为.
1997-05-29 cond-mat.str-el
Quantum Monte Carlo Impurity Solver for Cluster DMFT and Electronic Structure Calculations in Adjustable Base
我们推广了最近推出的新的杂质求解器的基础上的图形扩展周围的原子极限和量子蒙特卡罗求和的图表。我们提出的一般化的杂质团簇,这是在集群动力学平均场方法的核心,和现实的多重态结构的相关原子,这将允许高精度的研究锕系和镧系元素为基础的化合物与组合的动力学平均场论和能带结构方法。该方法适用于两个,二维Hubbard和t-J模型的细胞动力学平均场方法。新算法的有效实施,我们详细描述,使我们能够研究系统的相干性在低温下从欠掺杂到过掺杂制度。我们发现,最大超导转变温度点与最大散射率点重合,虽然这一最佳掺杂点出现在不同的电子密度在两个模型。该方法的力量进一步证明了近藤体积塌陷过渡铈的例子。的DMFT解决方案的价直方图显示的原子态的多重态分裂的重要性。
2006-12-06 cond-mat.str-el
Coupled Cluster as an impurity solver for Green's function embedding methods
我们研究了格林函数耦合簇单和双(CCSD)方法作为格林函数嵌入方法的求解器的性能。为了开发一个有效的CC求解器,我们构造的耦合团簇(CC)的波函数的基础上的非厄米Lanczos算法的单粒子格林函数。该方法的主要优点是其缩放不依赖于频率点的数量。我们已经测试了适用性的CC格林函数求解器在弱到强相关的制度,采用它的半填充一维哈伯德模型投影到一个单一的网站杂质问题和半填充二维哈伯德模型投影到一个4-网站杂质问题。对于一维哈伯德模型,对于所有的相互作用强度,我们观察到一个很好的协议与全组态相互作用(FCI)技术,无论是对自能和光谱功能。对于二维哈伯德,我们采用了一个开放的外壳版本的当前实现,并观察到一些差异,从FCI在强相关的制度。最后,在一个小的氨团簇的例子中,我们分析的性能的格林函数CCSD求解器内的自能嵌入理论(SEET)与Hartee-Fock(HF)和格林函数二阶(GF 2)的处理环境。
2019-06-10 cond-mat.str-el physics.chem-ph physics.comp-ph
Adaptive cluster approximation for reduced density-matrix functional theory
提出了一种计算单杂质Anderson模型的自适应团簇近似方法。该方法基于约化密度矩阵泛函理论,以单粒子约化密度矩阵为基本变量。自适应团簇近似引入了浴态的幺正变换,使得浴的影响集中到杂质周围的小团簇。对于这个小的有效系统,然后可以计算减少密度矩阵功能的数字精确从利维的约束搜索形式主义或近似它的隐式近似的减少密度矩阵功能。该方法是评估单杂质安德森模型与有限浴。该方法收敛速度快,准确的结果与有效浴的大小。
2018-05-16 cond-mat.str-el
Continuous-time auxiliary field Monte Carlo for quantum impurity models
本文提出了一种计算量子杂质模型的连续时间蒙特卡罗方法,该方法结合了弱耦合展开和量子场分解。该方法比Hirsch-Fye方法效率高得多,且无时间离散误差,特别适用于大团簇动力学平均场论(DMFT)计算中的杂质求解.
2008-06-02 cond-mat.str-el
Coqblin-Schrieffer impurity in a singular metal
研究了自旋为$S$的Coqblin-Schrieffer杂质耦合到SU(N)不变量的含$N = 2S+2$的$t-J$开链的边界.该模型是可积的一个耦合参数$v$为任意自旋和带填充的函数。该系统被耦合到一个水库的电子和作为一个功能的化学势的主机链有一个临界点对应的范霍夫奇点的空带的电荷。在这个临界点附近,我们研究了杂质的低温性质作为$v$的函数。对于恒定的化学势,我们得到两个临界耦合值$v_1=-1/2$和$v_2=0$分离相,其中杂质自旋完全补偿(近藤效应),部分屏蔽(欠补偿杂质)或从链解耦(自由自旋)。部分补偿作为$v_1 < v < v_2$区域中的热{ \it激活的近藤效应}的结果而发生。讨论了这种{ \it有限温度近藤效应}在窄禁带半导体中的可能实现。
2000-09-11 cond-mat.str-el
Supplementary material for "Impurity-induced magnetic order in low dimensional spin gapped materials"
在这篇补充材料中,我们使用大尺度量子蒙特卡罗模拟进一步研究了类似于Bi(Cu $_{1-x}$ Zn $_x$)$_2$ ZnPO $_6$的3D弱耦合梯形掺杂系统中杂质诱导的冻结机制。
2009-11-15 cond-mat.str-el
Quench dynamics and relaxation of a spin coupled to interacting leads
我们研究了一个量子猝灭,其中磁性杂质突然耦合到哈伯德链,其低能物理描述的Tomonaga-Luttinger液体理论。利用含时密度矩阵重整化群(tDMRG)方法,分析了猝灭后链中电荷、自旋和纠缠的传播,并将光锥速度与holon和spinon的色散联系起来.我们发现,如果我们增加链中的相互作用,即使自旋速度降低,在杂质位置的局部磁化衰减更快。我们推导出一个解析表达式的弛豫杂质磁化这是在良好的协议与tDMRG结果在中间的时间尺度,相互作用系统中的近藤屏蔽云的时间演化提供了宝贵的见解。
2021-03-25 cond-mat.str-el
Cluster size convergence of the density matrix embedding theory and its dynamical cluster formulation: a study with an auxiliary-field quantum Monte Carlo solver
我们使用两种形式的密度矩阵嵌入理论(DMET)的能量和可观测量的集群大小的收敛性进行调查:原来的集群形式(CDMET)和一个新的配方动力学集群近似(DCA-DMET)的动机。这两种方法都适用于半填充的一维和二维哈伯德模型使用的符号问题的自由空间场量子蒙特卡罗(AFQMC)杂质求解器,它允许高达100个站点的大杂质集群的治疗。虽然CDMET在较小的杂质团簇尺寸下更准确,但DCA-DMET表现出更快的接近热力学极限(TDL)的渐近收敛。我们使用我们的两个配方,以产生新的准确估计的能量和本地的二维哈伯德模型的U/t = 2,4,6。这些结果与文献中的最佳数据相比毫不逊色,并有助于解决U/t = 2时的早期不确定性。
2016-08-11 cond-mat.str-el
Magnetic Impurity in the two-dimensional Heisenberg Antiferromagnet
我们分析了含S=1/2 Kondo杂质的二维量子反铁磁体的基态性质。强近藤耦合极限周围的微扰理论的发展和研究结果相比,基于精确对角化的小集群。我们发现,在中间耦合的杂质被部分屏蔽和磁化局部抑制。杂质和宿主自旋之间的局部单线态渐近形成。
1998-02-03 cond-mat.str-el
Magnetic Resonance of Spin Clusters and Triplet Excitations in a Spin-Peierls Magnet with Impurities
研究了杂质离子附近自旋佩尔斯磁体中形成的自旋团簇的磁共振谱。在Cu(1-x)Ni(x)GeO(3)晶体中观察到的有效g因子和电子自旋共振(ESR)线宽的温度依赖性,用双组分谱的交换窄化模型描述,其中一个组分归因于自旋团簇,并表现出$g$因子的反常值,另一个组分与三重态激发有关。获得杂质离子周围的抑制二聚化区域的大小的估计(该区域包括约30个铜离子)。有效g因子和ESR线宽在低温下对杂质浓度的依赖性表明了团簇之间的相互作用。
2001-06-05 cond-mat.str-el
Oscillatory non-linear conductance of an interacting quantum wire with an impurity
在杂质存在的情况下,测量了与费米液体电子库耦合的一维量子线的非线性电导。我们表明,电子-电子相互作用与导线的有限长度导致的特征振荡的电流作为所施加的电压的函数。
2003-11-07 cond-mat.str-el
Spectral properties of strongly correlated multi impurity models in the Kondo insulator regime: Emergent coherence, metallic surface states and quantum phase transitions
我们研究了近藤绝缘区强关联多杂质阵列的实空间光谱性质。采用最近开发的映射到一个有效的相关集群问题,使问题的数值重整化群。研究了光谱随团簇大小和团簇位置的演化。我们应用扩展的Lieb-Mattis定理来预测谱函数是否必须在费米能量处消失,从而形成真正的伪能隙,或者谱函数是否在$\w=0$处保持有限。我们的数值重整化群谱证实了理论的预言,并显示了金属行为在表面的一个团簇盛行在任意的空间维度。我们提出了一个传统的最小的扩展的粒子-空穴对称的安德森晶格模型在$U=0$,导致一个带隙的体带,但表面带主要是$f$轨道字符的弱和中等的杂化强度。当在团簇中心引入近藤空穴时,随位置变化的光谱是空穴轨道能量的函数。特别讨论了Kosterlitz-Less型量子相变从单态到局域矩不动点的光谱特征。
2021-07-27 cond-mat.str-el
Boundary quantum criticality in models of magnetic impurities coupled to bosonic baths
我们研究量子杂质问题,其中一个本地磁矩耦合到玻色子环境的自旋密度,导致玻色子版本的标准近藤和安德森杂质模型。在物理情况下,这些玻色子环境既可以对应于某些类Z_2阻挫反铁磁体中的退禁闭自旋子,也可以对应于多组分玻色气体中的粒子(在这种情况下,自旋自由度归因于超精细能级)。使用重整化群技术,我们建立了我们的杂质模型,它具有类似于近藤杂质在费米液体中的交换相互作用,允许流向一个稳定的强耦合态。由于低能玻色子围绕动量空间中的一个点而存在,并且没有费米面,因此在中间耦合处发生杂质量子相变,分离屏蔽相和非屏蔽相。这种行为是定性的不同,从以前研究的自旋玻色子模型,显示稳定的中间耦合固定点和没有屏蔽自旋各向同性的变种。
2007-03-23 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
The Aubry-Andre Anderson model: Magnetic impurities coupled to a fractal spectrum
利用数值重整化群(NRG)研究了一维准晶中磁性杂质的Anderson模型。重点是阐明Aubry-Andre(AA)哈密顿量在临界点的物理性质,该哈密顿量具有多重分形波函数的分形谱,从而得到AA Anderson(AAA)杂质模型,该模型具有通过杂质位置的多重分形局域态密度定义的与能量相关的杂化函数.我们首先研究了一类具有均匀分形杂化函数的Anderson杂质模型,NRG可以在任意低温下求解。在近藤尺度$T_K$以下,这些模型接近分形强耦合固定点,其中杂质热力学性质与$\log_b T$一起振荡,大约由谱的分形维数确定的负平均值。分维也进入$T_K$对近藤交换耦合$J_K$的幂律依赖关系。为了治疗AAA模型,我们结合了核多项式方法(KPM)的NRG,形成一个有效的方法,可以治疗主机没有平移对称性的KPM展开顺序设置的温度范围。上述分形强耦合不动点是通过临界AAA模型在忽略波函数对杂交贡献的简化处理中达到的。温度平均的属性是那些预期的数值确定的分形维数的$0.5$。在AA临界点,杂质热力学性质变为负的和振荡的。在样本平均的情况下,近藤温度的平均值和中值对具有不同分维特征的指数的$J_K$表现出幂律依赖性。我们将这些签名归因于杂质探测分形强耦合不动点随温度降低的分布。
2023-03-20 cond-mat.str-el