Spin-liquid Mott quantum criticality in two dimensions: Destabilization of a spinon Fermi surface and emergence of one-dimensional spin dynamics
借助最近发展起来的费米面量子临界的维度正则化理论装置,我们研究了二维情况下从Landau费米液态到U(1)自旋费米液态的金属-绝缘体量子相变.不幸的是,我们不能在维正则化技术中从U(1)自旋液体态接近自旋液体Mott量子临界点。电荷涨落之间的自相互作用称为holon没有被屏蔽,这表明一个失控的重整化群流,解释为holon保持间隙。这使我们考虑另一个固定点,在那里自旋费米表面可以在莫特跃迁中不稳定。基于这一猜想,我们揭示了自旋液体Mott量子临界点的本质:由自旋子描述的自旋动力学发生一维降维。结果,自旋和电荷动力学的朗道阻尼消失在莫特量子临界点附近。当味数的holons是超过其临界值,一个相互作用的不动点似乎被确定为一个倒置的XY普适类,控制在维正则化技术。另一方面,波动驱动的第一阶金属-绝缘体转变的结果时,它是低于临界数。我们提出,自旋费米面的不稳定性和自旋液体Mott量子临界点附近的一维自旋动力学的出现可以通过具有$2 k_{F}$转移动量的自旋磁化率来检查,其中$k_{F}$是U(1)自旋液体状态中的费米动量:在U(1)规范涨落中,朗道阻尼的缺失导致零温下的发散行为,而在自旋费米面的存在下,朗道阻尼消失。
2017-05-14 cond-mat.str-el
The Spinon Fermi Surface U(1) Spin Liquid in a Spin-Orbit-Coupled Triangular Lattice Mott Insulator YbMgGaO4
受自旋轨道耦合三角晶格自旋液体候选物Yb MgGaO 4的最新进展的启发,我们对候选物U(1)自旋液体基态进行了系统的投影对称群分析和平均场研究.由于Yb矩的自旋-轨道纠缠,空间群对称操作改变了局域矩的位置和取向,从而使晶格对称性的投影实现具有与纯自旋矩不同的特征.在我们发现的具有费米部分子结构的八种U(1)自旋液体中,只有一种自旋液体状态,即Yao Shen等人,Nature 540,559-562(2016)中提出和分析的,并在本工作中标记为U1 A00,突出并给出了大的自旋费米表面,并为YbMgGaO 4中的光谱结果提供了一致的解释。讨论了自旋费米面U(1)自旋液体与YbMgGaO 4的进一步联系以及今后的研究方向。最后,我们的结果可能适用于其他自旋轨道耦合三角晶格自旋液体候选人,更广泛地说,我们的一般方法可以很好地扩展到自旋轨道耦合自旋液体候选人材料。
2017-08-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Cluster Mott insulators and two Curie-Weiss regimes on an anisotropic Kagome lattice
受量子自旋液体候选材料LiZn 2 Mo 3 O 8最近实验的启发,我们研究了各向异性Kagome晶格上1/6电子填充的单带扩展哈伯德模型.由于晶格的部分填充,需要产生莫特绝缘体,其中电子被定位在簇中,而不是在晶格位置处的位置间排斥相互作用。结果表明,这些团簇莫特绝缘体一般是具有自旋费米面的U(1)量子自旋液体.团簇莫特绝缘体中的电荷激发的性质与传统的莫特绝缘体有很大的不同,我们发现存在一种新颖的团簇莫特绝缘体,其中六角团簇周围的电荷波动诱导了元胞电荷序(PCO)。由于PCO的存在,自旋液体团簇莫特绝缘体中的自旋子激发谱被重构,只有1/3的自旋子激发是磁激活的。基于这些结果,我们提出LiZn_2 Mo_3 O_8中自旋磁化率的两个Curie-Weiss区域可以用具有PCO的团簇莫特绝缘体的有限温度性质以及自旋子的分数激发来解释。现有的和可能的未来实验LiZn 2 Mo 3 O 8,和其他钼基团簇磁体进行了讨论,根据这些理论预测。
2016-06-15 cond-mat.str-el
Electric transport in doped Mott insulators dictated by a non-Ioffe-Larkin composition rule and spinons
本文研究掺杂Mott绝缘体的电输运,基于非Ioffe-Larkin组合规则,揭示手性自旋子导致超导相零电阻、磁场下低温发散及高温线性电阻,并产生霍尔数与能斯特效应。
2025-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Non-magnetic impurities as probes of insulating and doped Mott insulators in two dimensions
我们通过对静态非磁性杂质的响应来表征顺磁性莫特绝缘体。具有自旋解除禁闭(或自旋-电荷分离)的状态与具有自旋禁闭的状态通过不同的杂质可磁化性和有限尺寸的光谱来区分。我们讨论了掺杂后的d波超导体的物理性质的演变,并认为,一些最近的实验有利于自旋限制在参考莫特绝缘状态。
2000-11-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin susceptibility anomaly in cluster Mott insulators on a partially-filled anisotropic Kagome lattice: applications to LiZn2Mo3O8
受量子自旋液体候选材料LiZn 2 Mo 3 O 8最近实验的启发,我们研究了各向异性Kagome晶格上1/6电子填充的单带扩展哈伯德模型.由于晶格的部分填充,需要产生莫特绝缘体,其中电子被定位在簇中,而不是在晶格位置处的位置间排斥相互作用。我们提供了这样的集群莫特绝缘体的例子,并研究金属态和集群莫特绝缘体的各向异性的可果美晶格之间的相变。结果表明,这些团簇莫特绝缘体一般是具有自旋费米面的U(1)量子自旋液体.然而,在不同的集群莫特绝缘体的电荷激发的性质可能是完全不同的,我们表明,存在一种新的集群莫特绝缘体的电荷波动周围的六边形集群诱导的元胞电荷秩序(PCO)。由于PCO的存在,自旋液体团簇莫特绝缘体中的自旋子激发谱被重构,只有1/3的自旋子激发是磁激活的。同一模型的强耦合极限也通过一个Kugel-Khomskii-like模型进行了分析。基于这些结果,我们认为LiZn_2Mo_3O_8有限温度自旋磁化率的反常行为可以用具有PCO的团簇莫特绝缘体的有限温度性质以及自旋子的分形激发来解释.现有的和可能的未来实验LiZn 2 Mo 3 O 8,和其他钼基团簇磁体进行了讨论,根据这些理论预测。
2014-08-14 cond-mat.str-el
Thermal Hall Effect and Neutral Spinons in a Doped Mott Insulator
本研究基于互易陈-西蒙斯拓扑规范结构探讨掺杂莫特绝缘体的中性自旋子输运性质,解释其对热霍尔等效应的贡献,通过掺杂浓度和Tc唯象确定输运系数并与实验一致,建立赝能隙相唯象描述并讨论相关相变。
2024-11-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
One-Particle Spectral Properties of Mott-Hubbard Insulators
本文用一个精确的描述所有散射级下的holon - spinon相互作用的Landau液体泛函,研究了可积多组分多粒子问题的关联函数,该关联函数同时具有线性和非线性能带.我们考虑的具体情况下,占主导地位的非线性带项是二次和应用我们的研究结果的一维哈伯德模型关联函数的评价超出共形场论。
1999-04-14 cond-mat.str-el
Power-law Conductivity inside the Mott gap: application to $κ-(BEDT-TTF)_2Cu_2(CN)_3$
本文讨论了U(1)规范理论描述的自旋液体态与费米子自旋耦合的电荷动力学。我们发现,无带隙的自旋子引起的幂律电导率内的电荷间隙。应用该理论解释了最近在有机化合物$κ-(BEDT-TTF)_2Cu_2(CN)_3$中观察到的不寻常的光学电导率。我们还提出了一个光学实验,以寻找在Kagome自旋液体绝缘体的间隙激发。
2007-06-01 cond-mat.str-el
Role of disorder in the Mott-Hubbard transition
基于哈伯德模型的从转子表示,我们研究了无序在Mott-Hubbard转变中的作用.在该模型中,电子被分解为一个自旋自由度的费米子自旋子和一个电荷自由度的玻色子转子(荷子).在没有无序的情况下,Mott-Hubbard绝缘体被假定为自旋液体莫特绝缘体,即费米面附近的无隙自旋子和通过U(1)规范场相互作用的带隙特性粒子。发现Mott-Hubbard临界点在无序开启后立即变得不稳定,在自旋液体玻璃由U(1)自旋液体和荷子玻璃组成的情况下,出现了一个无序临界点,即自旋液体玻璃绝缘体到费米液体金属的转变.我们期望通过有机材料$κ-(BEDT-TTF)_{2}Cu_{2}(CN)_{3}$绝缘相的光谱来测量电荷涨落的玻璃化行为。此外,由于Mott-Anderson临界点依赖于自旋电导率,可能无法找到临界指数的普适性。
2006-01-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
One-Particle Spectral Properties of 1D Mott-Hubbard Insulators
本文采用精确的{ \it holon}和{ \it spinon} Landau液体泛函描述了所有散射级的holon - spinon相互作用,研究了具有线性和非线性能带的可积多组分多粒子问题的关联函数.最近的光电发射实验的动机,我们考虑特定的情况下,当占主导地位的非线性带项是二次和应用我们的研究结果的半填充1D哈伯德模型单粒子光谱函数超出共形场论的评价。
1999-10-04 cond-mat.str-el
Magnetic Impurity as a Local Probe of the U(1) Quantum Spin Liquid with Spinon Fermi Surface
我们求解了磁性杂质与U(1)量子自旋液体的耦合问题,计算了杂质谱函数。利用从转子平均场方法结合规范场涨落,我们发现杂质谱函数中可以出现一个位于下哈伯德带顶部和一个位于上哈伯德带底部的峰。Hubbard带边的峰是由磁杂质自旋近藤屏蔽云内部的规范场涨落引起的自旋电荷束缚引起的。对于嵌入在莫特绝缘体中的磁性杂质,我们的研究结果表明,杂质态密度谱中Hubbard带边的一对峰的出现为莫特绝缘体是具有自旋费米面的U(1)量子自旋液体提供了强有力的证据.
2022-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A slave-fermion gauge-theory approach of the t-J model: Doping-induced complex magnetic structure and Z$_{2}$ spin-gapped anomalous metal in an antiferromagnetic doped Mott insulator
基于t-J模型的从费米子方法,我们重新研究了掺杂反铁磁莫特绝缘体,其中反铁磁自旋涨落和掺杂空穴分别用玻色子和费米子子描述.早期的研究已经表明,掺杂反铁磁莫特绝缘体的有效场论由电荷动力学的非相对论费米子(holon)U(1)规范理论和自旋动力学的相对论玻色子(自旋子)U(1)规范理论给出,因此允许玻色子自旋子从反铁磁状态间隙的异常金属相,类似于t-J模型的从玻色子方法中的U(1)自旋液相。我们认为,在这种方法中涌现的U(1)规范结构是基于一个简化的图片反铁磁关联。考虑到掺杂空穴的动力学行为会破坏共线反铁磁自旋组态,我们证明了掺杂空穴增强了铁磁自旋关联,并导致了复杂的磁结构。这种复杂自旋织构的存在将U(1)规范结构降低到Z $_{2}$,因此对于低温下的自旋能隙非费米液态金属,由于不存在无能隙U(1)规范涨落,因此有效场论结果不同。
2008-11-17 cond-mat.str-el
Role of generic scale invariance in a Mott transition from a U(1) spin-liquid insulator to a Landau Fermi-liquid metal
POSTECH(浦项科技大学);Institute for Basic Science (IBS)(基础科学研究院)
本研究针对含无质量自由度的U(1)自旋液体到朗道费米液体的莫特转变,通过单圈RG分析揭示了危险无关算符的影响及规范场耦合催生的新型平均场动力学,阐明了普适标度不变性的作用。
2021-02-24 cond-mat.str-el
Gauge-field fluctuations in 3D topological Mott insulators
我们研究了三维拓扑莫特绝缘体的低能性质。莫特绝缘体可以看作是自旋子与三维规范场相互作用的强拓扑绝缘体。这类系统的低能行为主要是由耦合到体规范场的二维(2D)无带隙表面自旋决定的。我们发现当系统的厚度和/或温度变化时,在规范场涨落中可能发生从3D到2D的维度交叉。在薄样品的限制下,规范场的涨落有效地变成了二维的,问题变得类似于标准的二维自旋-规范场理论。在3D的限制,散装规范场的波动导致一个低能量的耦合系统,比纯2D的情况下,更受控制的理论。我们讨论了各种实验签名,如热容量标度为T ln 1/T,以及修改Ruderman-Kittel-Kasuya-Yoshida表面上的相互作用。
2011-01-06 cond-mat.str-el hep-th
Dyon condensation in topological Mott insulators
我们考虑拓扑莫特绝缘体的量子相变,其中的分数激发(费米自旋)的基态是拓扑非平凡的。拓扑莫特绝缘体中的自旋子耦合到一个带有“轴子”项的涌现紧致U(1)规范场。我们研究了从拓扑莫特绝缘体到对称性破缺相的禁闭跃迁,这可能是通过双子的凝聚发生的。双子同时带有“电”和“磁”荷,在这个系统中自然产生,因为突现U(1)规范理论的单极子由于轴子项而获得规范荷。结果表明,双子凝聚,在一般情况下,诱导同时电流和键级。为了证明这一点,我们研究了立方晶格上拓扑莫特绝缘体的受限相。当磁跃迁由双子凝聚驱动时,我们确定了键序为价键固体序,电流序为标量自旋手征序。因此,拓扑莫特绝缘体的受限相是一种奇异相,其中标量自旋手性和价键序共存,并通过单一跃迁出现。我们讨论了我们的结果的拓扑莫特绝缘体的通用模型的影响。
2012-08-26 cond-mat.str-el
Fractionalized charge excitations in a spin liquid on partially-filled pyrochlore lattice
我们研究了在1/4和1/8填充烧绿石晶格系统中从金属到团簇莫特绝缘体的莫特转变。结果表明,这种莫特转变可以出现由于在集群或四面体单元中的电荷本地化,由最近邻排斥相互作用驱动。得到的团簇莫特绝缘体是一种具有自旋费米表面的量子自旋液体,但同时也是一种新型的电荷激发携带一半电子电荷的分馏电荷液体。存在两个涌现的U(1)规范场或“光子”,它们分别介导自旋子和电荷激发之间的相互作用,以及分裂的电荷激发本身之间的相互作用。特别是,有人建议,与分数电荷激发的出射光子可以在X射线散射实验中测量。各种其他实验签名的异国情调的集群莫特绝缘体的焦绿石晶格上的部分填充带的候选材料进行了讨论。
2014-11-09 cond-mat.str-el
Confinement-deconfinement interplay in quantum phases of doped Mott insulators
人们普遍认为,掺杂莫特绝缘体可以很好地用t-J模型表征。在t-J模型中,电子分馏是由相弦效应决定的。我们发现,在欠掺杂制度,反铁磁和超导相是双重的:在前者,holon被限制,而自旋取消罚款,和{ \it反之亦然}在后者。这两个相被一个新的相分开,即所谓的玻色绝缘相,在这个相里,holon和spinon都被解除限制。一对威尔逊圈被发现构成一套完整的序参量,确定这一零温相图。这些相位之间的量子相变被认为是非Landau-Ginzburg-Wilson型。
2011-03-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fractional Quantum Geometry in Topological Mott Regime
International Center for Quantum Materials, School of Physics, Peking University(北京大学物理学院量子材料国际中心);Beijing Key Laboratory of Quantum Devices(北京量子器件重点实验室);Collaborative Innovation Center of Quantum Matter(量子物质协同创新中心)
本研究提出统一光学框架,通过张量Ioffe-Larkin响应测量拓扑莫特绝缘体中自旋子的量子几何,实现陈数与量子度量谱的重建。
2026-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quasi-continuous transition from a Fermi liquid to a spin liquid
Mott金属-绝缘体转变是电子间库仑相互作用的一种剧烈表现,是各种实验和著名的动力学平均场论所证明的具有明显不连续性的一级转变。然而,最近的理论工作表明,如果莫特绝缘体携带一种具有自旋费米表面的奇异自旋液体,则这种转变是连续的。在这里,我们证明了一个准连续的情况下,从费米液体的自旋液体在有机三角晶格系统k-(ET)2Cu 2(CN)3的Mott转变。精细压力调谐下的输运实验发现,随着Mott转变的接近,费米-液体相干温度连续下降到开尔文尺度,在金属侧具有发散的准粒子衰变速率,并且在绝缘体侧电荷间隙逐渐闭合。压力-温度相图的Clausius-Clapeyron分析为Mott转变的极弱一级性质提供了热力学证据。这些结果表明,自旋液体主机自旋费米面,这变成一个电子费米面时,电荷莫特离域。
2017-07-18 cond-mat.str-el
Topological Insulators and Mott Physics from the Hubbard Interaction
我们研究了具有内禀自旋轨道相互作用的蜂窝晶格上的哈伯德模型,作为存在相互作用的二维拓扑带绝缘体的范例。应用Hartree-Fock理论,从转子技术和拓扑参数的组合,我们表明,拓扑带绝缘相持续到相当强相互作用。然后,我们应用从转子平均场论,并找到一个莫特转变,在该转变的电荷自由度成为本地化的晶格网站。然而,自旋自由度仍然由原始Kane-Mele能带结构描述。该区域的规范场效应起着重要作用。当蜂窝层是孤立的,然后自旋扇区变得已经不稳定,朝着一个简单的平面尼尔秩序。相反,如果蜂窝晶格被具有无带隙自旋子的额外“屏蔽”层包围,则系统将支持边缘处具有无带隙自旋子的分数化拓扑绝缘体相。对于大的相互作用,我们推导出一个有效的自旋哈密顿量。
2010-08-09 cond-mat.str-el
Photoemission Signatures of Photoinduced Carriers and Excitons in One-Dimensional Mott Insulators
The University of Tokyo(东京大学);Institute for Materials Research, Tohoku University(东北大学物质材料研究机构);RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)(理化学研究所新兴物质科学中心);Trans-Scale Quantum Science Institute, University of Tokyo(东京大学跨尺度量子科学研究所)
研究一维莫特绝缘体中光诱导载流子和激子的光致发射谱特征,发现其与半导体光致发射谱有本质差异,揭示强关联电子系统中磁性和载流子结合性质的信息。
2026-07-20 cond-mat.str-el
Semiconductor of spinons: from Ising band insulator to orthogonal band insulator
在离子哈伯德模型中,电子关联将带绝缘体的单粒子带隙转变为强关联极限下的莫特带隙。然而,理解这两个极端绝缘阶段之间可能的阶段的性质仍然是一个突出的挑战。我们发现两个强相关的绝缘阶段之间的上述极端:(i)绝缘阶段之前的莫特阶段可以被看作是通过交错的离子势的非费米液体状态的自旋。底层自旋子的准粒子与物理电子正交,因此它们不耦合到光电发射探针,从而产生“ARPES-暗”状态,由于该状态,ARPES带隙将大于光学带隙和热带隙。(ii)正常带状绝缘体之后的相关绝缘相对应于从属伊辛自旋(伊辛绝缘体)的有序相,其中电荷配置由底层伊辛变量控制,该变量间接耦合到外部磁场,因此在半导体性质中产生额外的温度和场依赖性。在不存在Hubbard $U$的可调谐性的情况下,可以方便地采用这种温度和场依赖性来实现对基于伊辛的半导体的输运性质的进一步控制。稀土单硫族化合物半导体的磁阻非常大,可以作为伊辛变量有序相的候选系统,其中电荷玻色子对在背景中凝聚。结合我们以前的动力学平均场论研究目前的结果,我们认为,目前的图片持有,如果离子势是足够强大的生存向下重整化的离子势所造成的哈伯德$U$。
2016-07-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.chem-ph
Electron Spin Resonance in sine-Gordon spin chains in the perturbative spinon regime
本文报道了嘧啶二硝酸铜的低温多频ESR研究,这是一个自旋为1/2的反铁磁链,具有交替的$g$张量和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用,使我们能够测试Oshikawa和Affleck最近提出的一个新的理论概念[Phys. Rev. Lett. 82,5136(1999)]。他们的理论基于玻色化和自能形式,可以精确计算自旋态微扰下$S=1/2$反铁磁链的ESR参数。理论预测和实验之间获得了良好的定量协议。
2005-05-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hourglass-Like Spin Excitation in a Doped Mott Insulator
本文在掺杂莫特绝缘体的双组分RVB框架中,结合玻色子与费米子自旋子,通过RPA计算揭示反铁磁耦合导致沙漏型自旋激发,为铜氧化物实验观测提供新解释,并讨论了非公度磁序不稳定性。
2023-07-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Parton theory of ARPES spectra in anti-ferromagnetic Mott insulators
角分辨光电子能谱(ARPES)揭示了关联反铁磁体中可移动杂质的特殊性质。但从理论上描述它们,即使是在简化的玩具模型中,仍然是一个挑战。本文研究了$t-J$模型中单个可动空穴的ARPES谱。最近的进展,在微观描述的移动掺杂剂允许我们使用的自旋和电荷的波动在强耦合的几何去耦,从中我们推测一个一对一的关系的一个掺杂剂的光谱函数和光谱的构成自旋在\emph{undoped}父AFM。我们彻底测试这一假设为一个单一的空穴掺杂到一个二维海森堡原子力显微镜通过比较我们的半分析预测到以前的量子蒙特卡罗结果和我们的大规模时间依赖矩阵乘积态(TD-MPS)的光谱函数计算。我们的结论得到了一个描述自旋-电荷束缚态的微观试探波函数的支持,它捕获了准粒子剩余的动量和$t/J$依赖性。我们的猜想表明,在赝能隙相的铜氧化物的ARPES测量可以直接揭示构成自旋的狄拉克费米子的性质。具体来说,我们证明了我们的审判波函数提供了一个微观的解释与费米弧的形成相关的节点周围的光谱重量突然下降,假设额外的挫折抑制远程AFM订购。我们通过研究从二维到一维的交叉来衡量我们的结果,其中自旋子和characteristic分别被限制和取消限制。
2020-01-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Spinons and damped phonons in spin-1/2 quantum-liquid Ba$_{4}$Ir${}_3$O${}_{10}$ observed by Raman scattering
在自旋为1/2的莫特绝缘体中,当系统没有表现出磁性有序时,通常会出现非磁性量子液相,但识别这些相或相关自旋准粒子的正签名可能是难以捉摸的。本文利用Raman散射研究了自旋轨道量子液体材料Ba ${}_4$ Ir ${}_3$ O ${}_{10}$中自旋子的三个特征:(1)在Raman散射中,当Luttinger液体自旋子的光子极化方向平行于一维链时,会产生一个宽峰;以及(3)当2%的Ba被Sr取代时产生的磁有序相((Ba ${}_{0.98}$ Sr ${}_{0.02}$)${}_4$ Ir ${}_3$ O ${}_{10}$)中不存在(1)和(2)。在这种量子液体绝缘体中看到的通过巡回自旋的声子阻尼表明了一种新的机制,通过中性量子液体来增强强相关导体中的热电性,而不需要影响电子输运。
2021-10-29 cond-mat.str-el
Imaging spinon density modulations in a 2D quantum spin liquid
在一定条件下,二维三角晶格反铁磁体呈现量子自旋液体基态,其低能行为由自旋费米面描述。然而,直接成像所产生的自旋子是困难的,因为它们的分数,不带电的性质。在这里,我们使用扫描隧道光谱成像自旋费米表面不稳定性所产生的自旋密度调制的单层1 T-TaSe $_2$,一个二维的莫特绝缘体。我们首先证明了存在的局部自旋排列在一个三角形晶格的单层1 T-TaSe $_2$通过接触它的金属1H-TaSe $_2$层和测量的近藤效应。随后的光谱成像孤立的,单层1 T-TaSe $_2$揭示了长波长调制哈伯德带的能量,反映自旋密度调制。这使得直接实验测量的自旋费米波矢量,在良好的协议与理论预测的二维量子自旋液体。这些结果建立了单层1 T-TaSe $_2$作为一个新的平台,研究新的二维量子自旋液体现象。
2020-09-15 cond-mat.str-el
Characterization of a topological Mott insulator in one dimension
通过研究关联电子模型的体拓扑不变量和纠缠谱,研究了一维拓扑莫特绝缘体的性质。阐明了无相互作用拓扑带绝缘体中的无隙边态如何演化为拓扑莫特绝缘体中的自旋边态。此外,我们还提出了一种拓扑Mott相变,这是一种新的拓扑相变,在自由费米子系统中从未观察到过。这种非常规的转变发生在自旋液相中的莫特绝缘体,并伴随着零的单电子格林函数和自旋激发光谱的间隙关闭。
2014-05-09 cond-mat.str-el
Correlation-Induced Topological Reconstruction in a Periodically Driven Kagome Mott Insulator
National Institute of Science Education and Research(印度科学与教育国立研究所);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立研究所);S. N. Bose National Centre for Basic Sciences(S.N. 玻色基础科学国立中心);Technische Universität Braunschweig(布伦瑞克工业大学)
研究 Kagome 晶格 Hubbard 模型中电子关联与圆偏振周期驱动相互作用,用微扰理论得有效 Floquet 哈密顿量,通过 slave-rotor 平均场理论揭示关联驱动拓扑重构及相关特性。
2026-07-07 cond-mat.str-el
Spin-Orbital Separation in the quasi 1D Mott-insulator Sr2CuO3
作为基本粒子,电子携带自旋\hbar /2和电荷e。当与原子核结合时,它还获得对应于它所占据的量子化原子轨道的角动量量子数(例如,s、p或d)。即使固体中的电子形成能带并从原子核离域,在莫特绝缘体中,它们仍保持其三个基本量子数:自旋、电荷和轨道[1]。一维(1D)物理学的标志是将基本电子分解为独立的自由度[2]。电子分离成独立的准粒子,它们携带自旋(自旋子)或电荷(holon),这是十五年前首次观察到的[3]。利用共振非弹性X射线散射在一维莫特绝缘体Sr 2CuO 3上,我们现在也观察到轨道自由度分离。我们解决了一个轨道解放自己的自旋和传播通过晶格作为一个独特的准粒子与大量的色散约0.2 eV。
2012-05-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Theory of Angle Resolved Photoemission Spectroscopy of Altermagnetic Mott Insulators
Technical University of Munich(慕尼黑工业大学);Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)(慕尼黑量子科学与技术中心);Indian Institute of Science, Bangalore(印度科学学院班加罗尔分校)
本文提出交替磁性莫特绝缘体ARPES响应理论,揭示低能下磁极子形成机制,通过张量网络模拟验证重规带宽,并分析磁极子的自旋依赖谱权重。
2026-05-11 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Spectral Properties near the Mott Transition in the One-Dimensional Hubbard Model
利用动力学密度矩阵重整化群方法和Bethe近似,研究了一维哈伯德模型中Mott跃迁附近的单粒子光谱性质.赝能隙,空穴袋行为,光谱重量转移,和上哈伯德带的解释自旋子,holon,antiholon,和doublons。莫特转变的特点是出现了一个无隙模式,其色散关系扩展到跳跃t(自旋交换J)的顺序在弱(强)相互作用制度所造成的无穷小掺杂。
2010-09-01 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Chiral Mott Insulators, Meissner Effect, and Laughlin States in Quantum Ladders
我们介绍通用玻色子模型举例说明,手征迈斯纳电流可以坚持在绝缘相的物质。我们首先考虑两条腿的梯子上的相互作用玻色子。玻色子莫特绝缘体在奇数填充时,总密度扇区会出现缺口,而相对密度扇区由于链间跳跃而保持超流状态。将相对密度与规范场耦合产生赝自旋迈斯纳效应。我们发现,如果玻色子被替换为自旋费米子限制在库珀对,并找到一个双费米子莫特绝缘体与自旋电流相同的阶段。我们证明,通过调整的平均密度的莫特绝缘体体迈斯纳电流变成一个低维玻色子$ν= \frac{1}{2}$ Laughlin态足够强的排斥相互作用跨越阶梯梯级。最后,我们讨论了扩展多腿梯子和双层中的迈斯纳电流自旋超流体成为可能。我们提出了两个实验实现,一个是在Atala等人的装置中使用超冷原子,Nat. Phys. \textbf{8},588(2014)和另一种具有约瑟夫森结阵列。我们还解决了玻色-费米混合物受磁场与高Tc铜酸盐的赝能隙相连接。
2014-11-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phase diagram and topological phases in the triangular lattice Kitaev-Hubbard model
研究了三角晶格上自旋相关Kitaev类跳跃的半满哈伯德模型.使用变分簇方法,我们确定了五个阶段:一个金属相,一个非共面的手征磁序,一个$120^\circ$磁序,一个非线性绝缘体(NMI),和一个相互作用的陈氏绝缘体(CI)与非零陈氏数。从CI到NMI的转变的特征在于电荷带隙从间接带隙到直接Mott带隙的变化。基于从转子平均场论,进一步提出NMI相是具有自旋费米面的无带隙莫特绝缘体或具有非平凡自旋拓扑的分数阶CI,这取决于类Kitaev跳跃的强度.我们的工作突出了新兴的领域,有趣的阶段出现从带拓扑结构和莫特物理的相互作用。
2016-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dynamical slave-boson mean-field study of the Mott transition in the Hubbard model in the large-$z$ limit
通过在大晶格配位数$z$的极限下建立一个动力学从玻色子平均场理论,研究了哈伯德模型中的Mott金属-绝缘体相变.在莫特绝缘侧,所有的doublons和holons键合到激子对导致的电荷间隙的实空间中,该理论大大简化到领先的顺序在$1/\sqrt{z}$,并成为精确的无限$z$贝特晶格。在Hubbard $U_c$和相应的doublon密度$n_d^c$,跳跃$χ_d^c$和doublon-holon配对$Δ_d^c$振幅的临界值处,得到了与电荷能隙闭合相关的连续Mott跃迁的渐近解.我们发现$U_c=U_{\rm BR} [1 -2n_d^c -\sqrt{z} (χ_d^c +Δ_d^c))] \simeq0.8U_{\rm BR}$,其中$U_{\rm BR}$是临界值的Brinkman-Rice过渡中捕获的静态平均场解的奴隶玻色子制定的Kotliar和Ruckenstein的Gutzwiller近似。因此,Mott跃迁可以被看作是对由doublon-holon束缚引起的Brinkman-Rice跃迁的量子修正。与动力学平均场理论的结果进行了定量比较,结果吻合良好.在没有磁序的情况下,Mott绝缘体是具有非零格点间自旋跳跃的$U(1)$量子自旋液体,其在大- $z$极限下存活,并提升了局部矩的$2^N$ -折叠简并度。我们证明了在退禁闭相中,自旋子通过一个耗散的紧致$U(1)$…
2019-08-22 cond-mat.str-el
Pristine Mott Insulator from an Exactly Solvable Spin-1/2 Kitaev Model
提出了一个具有时间反演不变性的自旋为1/2的二维砖格子模型,其中每个单胞由三个格点组成。我们发现基态是代数量子自旋液体态。自旋激发是无带隙的,能量色散在两个狄拉克点附近是线性的。基态在环面上具有三重拓扑简并性。打破时间反演对称性打开了一个体能隙,并且$Z_2$涡旋服从非阿贝尔统计。
2019-03-21 cond-mat.str-el
Intrinsic coupling of orbital excitations to spin fluctuations in Mott insulators
我们展示了如何在强相关的氧化物,自旋和轨道的两个基本的自由度之间的一般和基本的不对称性,有非常深刻的影响的基本自旋和轨道激发。而磁振子在很大程度上保持不受影响,轨道成为固有的耦合与反铁磁和铁磁轨道有序基态的自旋轨道模型中的自旋波动。出现的复合轨道-磁振子模式在一维中再次分裂,在自旋子比轨道快的特殊区域中产生自旋-轨道分离。
2011-09-22 cond-mat.str-el
Finite Temperature Effects in One-dimensional Mott-Hubbard Insulator: Angle-Resolved Photoemission Study of Na_{0.96}V_{2}O_{5}
我们对一维Mott-Hubbard绝缘体Na_{0.96} V_{2} O_{5}进行了角分辨光电子能谱研究,发现V3 d低Hubbard带的谱与温度有很强的依赖关系.本文用精确对角化方法计算了有限温度下一维t-J模型的单粒子谱函数,并与实验结果进行了比较。实验和理论得到了很好的一致性。强的有限温度效应被讨论的自旋带的“费米面”的存在。
1999-01-22 cond-mat.str-el
Emergent orbitals in the cluster Mott insulator on a breathing Kagome lattice
基于团簇Mott绝缘材料LiZn $_2$ Mo $_3$ O $_8$的最新进展,我们考虑了呼吸Kagome晶格上扩展哈伯德模型的强元胞电荷有序区,揭示了团簇Mottness的性质.格点电荷序是由格点间电荷相互作用和六边形格点上三个局域电子的集体运动引起的。该模型自然导致局部矩减少2/3,如在LiZn $_2$ Mo $_3$ O $_8$中所观察到的。此外,在低温下,每个六边形元格除了剩余的1/2自旋外,还包含额外的类轨道自由度。我们探讨的后果,这紧急轨道自由度。我们指出,局域矩之间的相互作用是自然描述的Kugel-Khomskii自旋轨道模型。我们发展了一个部分子方法,并提出了一个自旋液体基态与自旋费米表面的模型。我们进一步预测了当系统处于强磁场下时,系统会出现一个新的轨道序。讨论了LiZn $_2$ Mo $_3$ O $_8$的各种实验结果,包括一个论点,即如果每个Mo的电荷稍微偏离化学计量,则电荷排序会很短。
2017-09-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Theory of a competitive spin liquid state for weak Mott insulators on the triangular lattice
我们提出了一种新的量子自旋液体状态,可以解释许多有趣的实验性质的低温相的有机自旋液体候选材料。这种成对的费米子自旋态保持了系统的所有对称性,并且它具有无隙激发光谱,其二次带在动量~ k = 0处接触。这种二次带接触受到系统对称性的保护。使用变分蒙特卡罗技术,我们表明,这种状态具有高度竞争力的能量在三角晶格海森堡模型补充了一个现实的大环交换项。
2013-10-16 cond-mat.str-el
Metal to Wigner-Mott insulator transition in two-leg ladders
本文从理论上研究了在两条腿的阶梯上分数公度填充时从金属到Wigner-莫特绝缘体的量子相变。我们表明,一个连续的过渡出一个保密的Luttinger液态金属是可能的绝缘行为的发病是伴随着晶格平移对称性的破坏。在填充$ν= 1/m$的情况下,发现自旋自由度在Wigner-Mott跃迁处也存在一个空位,对于奇数的$m$ .相反,对于偶数整数$m$,自旋扇区保持无隙,所得绝缘体是二维自旋子表面态的梯形模拟。在这两种情况下,电荷中性的无自旋模式在Wigner-Mott转变中保持无隙。我们讨论了这些过渡的物理性质,并评论获得的见解思考连续维格纳-莫特过渡的二维系统中正在研究的莫尔材料。
2022-12-22 cond-mat.str-el
Orbital magnetic field effects in spin liquid with spinon Fermi sea: Possible application to $κ$-(ET)$_2$Cu$_2$(CN)$_3$
我们考虑了半满三角晶格Hubbard系统中自旋液相中接近Mott跃迁的轨道磁场效应,继续了早先对自旋费米面态的探索。从哈伯德模型出发,在绝缘体侧,我们导出了在磁场存在下四自旋交换的有效自旋哈密顿量,发现在三角形上,磁场与自旋手征性线性耦合.后者对应于自旋液体的规范理论描述中的内部规范场的通量,并且因此诱导出静态的这样的内部通量。使用自旋平均场分析,我们发现,这个轨道场看到的自旋是可比的,甚至大于所施加的字段的效果的定量估计。我们进一步认为,因为出现的内部规范场的刚度是非常小的,这样的自旋规范系统是非常容易在低温下的不稳定性的均匀态由于强朗道能级量子化的自旋。这种不稳定性让人想起所谓的强磁相互作用制度的金属与通常的电磁场,但我们估计,相应的温度-磁场范围是显着更广泛的自旋规范系统。
2006-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Non-Fermi liquid from confinement in doped Mott insulators
在规范理论方法中提出了掺杂莫特绝缘体中分数激发禁闭的唯象描述。在t-J模型的SU(2)规范理论中引入Polyakov环参数,我们证明了在所谓的相干温度以下,电子激发出现,这是由于通过Polyakov环的形成对自旋子和空穴的限制。值得注意的是,这种受限的电子原来表现出非费米液体物理没有量子临界性,产生的电阻率与实验数据定量一致。希格斯相是不允许的,由于限制,这表明一个可能的新机制的超导性在强耦合的方法。
2009-12-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-ph
Spin and charge order in Mott insulators and d-wave superconductors
我们认为,方面的异常,低温,自旋和电荷动力学的高温超导体可以理解通过研究相应的物理未掺杂的莫特绝缘体。这种绝缘体显示从磁有序的尼尔态到具有自旋间隙的限制顺磁体的量子跃迁;后者具有键心电荷序,低能量S=1自旋激子,S=1/2自旋子的限制,以及靠近非磁性杂质的自由S=1/2矩。我们讨论了这些特性,以及量子相变,掺杂后的绝缘体演变成d波超导体。这个理论框架被用来进行一些预测STM测量和掺杂的莫特绝缘体在施加磁场的相图。
2001-08-26 cond-mat.str-el
Finite-Energy Pseudoparticle Theory for the 1D Hubbard Model II: Holon and Spinon Dominant Processes for the Few-Electron Spectral Weight Properties
在这一系列的第一篇论文中,我们发现$η$ -自旋1/2的holons,自旋1/2的spinons,和$c$赝粒子的占位配置描述的能量本征态的一维哈伯德模型出现从电子旋转电子幺正变换。在这第二篇论文中,我们讨论和澄清如何电子的关系,以上述对象可以使用在一个程序中的有限能量少电子谱函数的评估。作为第一步,在这里,我们描述了占主导地位的holon和spinon微观物理过程,起源于99%以上的少电子光谱重量。这些占主导地位的过程是有关的精确的选择规则的数值产生或消灭的应用到一个基态的旋转电子运营商的holons和自旋子。我们还推广了一个较低的哈伯德带和上哈伯德带的概念,所有值的现场库仑排斥。
2003-07-04 cond-mat.str-el
Four-Spin Terms and the Origin of the Chiral Spin Liquid in Mott Insulators on the Triangular Lattice
在强排斥下,三角晶格哈伯德模型由最近邻反铁磁海森堡相互作用的$s=1/2$自旋描述,并表现出常规的120 $^\circ$阶。利用无限密度矩阵重整化群和精确对角化方法,我们研究了当排斥力减小时,电子的Mott-绝缘体物理自然产生的附加四自旋相互作用的影响.虽然这些相互作用在历史上一直与无隙基态与新兴自旋费米表面,我们发现,在物理相关的参数,他们稳定的手征自旋液体(CSL)的Kalmeyer-Laughlin(KL)型,澄清观察最近的研究哈伯德模型。然后,我们提出了一个自洽的解决方案的基础上的平均场重写的相互作用,以获得一个哈密顿量的相似性的父哈密顿的KL状态,提供了一个物理理解的CSL的起源。
2021-09-04 cond-mat.str-el
Chasing the spin gap through the phase diagram of a frustrated Mott insulator
本文利用超高分辨率应变调控研究 κ-(BEDT-TTF)₂Cu₂(CN)₃,将“6 K 反常”判定为持续至低温的价键固相转变。
2022-09-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Doping of a One-Dimensional Mott Insulator: Photoemision and Optical Studies of Sr$_2$CuO$_{3+δ}$
利用角分辨光电子能谱和光学光谱研究了一维单链莫特绝缘体SrPDMATHABMM CuO $_{3}$在半填充和通过高氧压生长向链中掺杂少量额外电荷的情况下的光谱特性。氧掺杂减小了单粒子的禁带宽度,但没有达到金属态.电荷转移带的带宽随着掺杂而增加,而状态变得更窄,允许在掺杂系统中明确观察分离的自旋子和holon分支。掺杂后的光学带隙没有改变,表明化学势的移动,而不是相关间隙的减少是负责的光电能隙的明显减少。
2004-03-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The Electron Spectral Function in Two-Dimensional Fractionalized Phases
本文研究了二维零温自旋电荷分离相的电子谱函数。在这些阶段,电子不是系统的基本激发,而是“衰变”为自旋为1/2的不带电费米子(自旋子)和不带电的e玻色子(电荷子)。自旋子的低能有效理论(d波配对加上可能的Néel顺序),和特征(凝聚或量子无序玻色子),我们探讨了可能与铜酸盐超导体相关的三个阶段:1)AF*,一种分馏反铁磁体,其中自旋子配对成具有长程Néel序的状态,并且charm是1/2填充和(Mott)绝缘的,2)节点液体,一种分裂绝缘体,其中自旋子是d-波配对的,而电荷是未凝聚的,以及3)d-波超导体,其中电荷是凝聚的,而自旋子保持d-波带隙。在这种分相的$Z_2$规范理论范围内工作,我们的结果在视子能隙以下的尺度上是有效的。然而,在唯象的水平上,我们的结果应该适用于任何自旋-电荷分离的系统,其中的激发具有这些低能量的有效形式。在未掺杂的,赝能隙,和超导区的ARPES数据进行了比较。
2001-01-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Brownian scattering of a spinon in a Luttinger liquid
我们考虑强相互作用的一维电子液体的基本激发进行自旋或电荷。在低温度下,在能带底部产生的自旋子散射低能自旋和电荷激发,并遵循布朗粒子在动量空间中的扩散运动。我们计算的迁移率表征这些过程,并表明,所得到的自旋子的扩散系数在低温下的参数增强相比,在无自旋的Luttinger液体中的移动杂质。我们简要地讨论,这暗示在强相互作用的一维电子的平衡过程中的自旋的相关性,并评论在干净的单通道量子线的运输的影响。
2014-12-20 cond-mat.str-el
Mott physics and band topology in materials with strong spin-orbit interaction
最近的理论和实验表明,强自旋轨道耦合可以对弱相互作用固体的能带结构产生显著的定性影响。事实上,它导致了物质的一个独特的相,拓扑带绝缘体。本文考虑了自旋轨道耦合和强电子关联的联合作用,指出前者对关联驱动的Mott跃迁具有定量和定性的影响。作为一个具体的例子,我们采取Ir基高温超导体,其中的子系统的Ir 5d电子是已知的进行莫特过渡。在弱的电子-电子相互作用下,我们预测Ir电子在弱的自旋-轨道相互作用下处于金属相,而在强的自旋-轨道相互作用下处于拓扑带绝缘体相。非常一般地,我们表明,随着电子-电子相互作用的强度增加,有效的自旋-轨道耦合增强,增加了拓扑带绝缘体的域。此外,在我们的模型中,我们认为,随着相互作用的增加,拓扑带绝缘体转化为“拓扑莫特绝缘体“相,其特征在于无隙表面自旋唯一的激发。完整的相图还包括一个狭窄的区域的无带隙莫特绝缘体与自旋费米表面,和磁有序状态在更大的电子-电子相互作用。
2009-07-17 cond-mat.str-el
Non thermal and purely electronic resistive transition in narrow gap Mott insulators
电场下的莫特绝缘体到金属的转变是当前许多基础和应用研究的主题。这种令人困惑的效应,涉及到相关系统中的非平凡的失衡效应,确实在一类新的电子存储器莫特存储器的操作中起作用。然而,在经历这种转变的莫特绝缘体中,组合的电子和热效应很难解开。我们在这里报告一个典型的莫特绝缘体和一个模型建立在一个现实的2D电阻网络能够捕捉热效应和电子跃迁的电场下的性能之间的比较。特别是对窄间隙莫特绝缘体AM4 Q8族(A = Ga或Ge; M=V、Nb或Ta,Q = S或Se)进行的这种比较明确地确立了在电场下实验观察到的电阻转变产生于纯电子机制。
2014-07-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Unconventional Magnetic Oscillations in Kagome Mott Insulators
本研究首次在kagome晶格Mott绝缘体中观察到类似金属量子振荡的反常磁振荡现象,该现象与具有类Dirac谱费米子自旋子的量子自旋液体态一致。
2024-12-07 cond-mat.str-el