Kondo Destruction and Multipolar Order-- Implications for Heavy Fermion Quantum Criticality
朗道范式之外的量子临界性代表了凝聚态物理和统计物理中的一个基本问题。具有多极自由度的重费米子系统在寻找其普适描述中可以发挥重要作用。我们考虑一个近藤晶格模型与自旋和四极自由度,我们展示了一个antiferroquadrupolar相。使用场论表示的模型,我们发现,近藤耦合在重整化群的意义上,在这个阶段是完全边缘。这与近藤耦合在顺磁相的相关性质形成对比,因此,它意味着近藤破坏和伴随的小到大的费米表面跳跃必须发生,因为系统从反铁四极有序到顺磁相。我们的研究结果的多极重费米子物理,特别是在一般的金属量子临界的影响进行了讨论。
2018-07-24 cond-mat.str-el
Deconfined Quantum Criticality at the Quantum Phase Transition from Antiferromagnetism to Algebraic Spin Liquid
研究了从反铁磁性($AF$)到代数自旋液体($ASL$)的量子相变. { \it我们提出在$ASL$中自旋为1/2的费米子自旋在$AF$和$ASL$之间的量子临界点($QCP$)处分裂为自旋为1/2的玻色子自旋和无自旋费米子}。玻色子的凝聚导致$AF$,其中凝聚的玻色子与无自旋的费米子限制在一起,形成费米子自旋。这些费米子自旋子也被限制在$AF$中作为元激发的反铁磁振子。{ \it从$AF$接近$QCP$,自旋1的临界反铁磁涨落预计会分裂成自旋1/2的临界玻色子。然后,这些玻色子自旋与自旋为1/2的费米子自旋杂交,形成无自旋费米子。结果,费米子自旋衰变为玻色子自旋和无自旋费米子。但是,无自旋费米子被限制,因此,只有玻色子自旋出现在$QCP$上。这与最近对{ \it解除量子临界性} \cite{Laughlin_deconfinement,Senthil_deconfinement,Kim1,Ichinose_de confinement}的研究相吻合。当玻色子自旋带隙时,实现了$ASL$。玻色子自旋子与无自旋的费米子被限制在一起,形成费米子自旋子。这些费米子自旋被去精细化来描述$ASL$。
2005-07-21 cond-mat.str-el
Symmetric Fermion Mass Generation as Deconfined Quantum Criticality
无质量的2+1D狄拉克费米子出现在从石墨烯到拓扑绝缘体表面的各种系统中,其中产生质量通常与破坏对称性相关联。然而,在强相互作用的情况下,对于8个狄拉克费米子的倍数,会出现对称的带隙相位。从无质量的狄拉克相到有质量的相的连续量子相变,我们称之为对称质量产生(SMG),必然超出朗道范式,甚至在概念层面上也很难描述。然而,这种转变一直观察到在一些数值研究最近。在这里,我们提出了一个SMG过渡的理论,这是让人想起解除限制的临界性,并涉及新兴的非阿贝尔规范场耦合到狄拉克费米子和临界希格斯玻色子玻色子。我们激励理论使用一个明确的部分子建设和讨论预测的数值。此外,我们表明,费米子格林函数预计将经历一个零极点过渡的临界点。
2017-11-09 cond-mat.str-el
Heavy Fermion Quantum Criticality
在过去的几年里,对稀土材料的研究已经清楚地表明,不仅在这些系统中的重费米子相提供了有趣的物理,但量子临界性,这样的阶段死亡表现出新的相变物理尚未完全理解。此外,试图研究临界点数值面临臭名昭著的费米子符号问题,这限制了他们的准确性。有效作用量技术和Callan-Symanzik方程在高能物理中非常流行,并取得了很好的成功。然而,在凝聚态物理中,它们很少被用于费米子系统。在这项工作中,我们应用RG有效作用量和Callan-Symanzik技术的重费米子问题。首次给出了描述系统低能物理的有效作用量。用一个动态标量场代替f-费米子,其非零期望值对应于重费米子相位。这消除了费米子符号问题,使得有效作用量适合于数值研究,因为有效理论是玻色子的。有效作用量的重整化群研究可以用来提取跃迁处非微扰效应的近似值。通过对重费米子进行单圈重正化,用Callan-Symanzik方法描述了重费米子的临界性,并预测了重费米子的临界动力学磁化率和临界比热。我们得到的比热系数指数(0.39)与低温下的实验结果(0.4)非常吻合。
2008-07-13 cond-mat.str-el
Magnetism, Superconductivity and Quantum Criticality in the Multi-Site Cerium Heavy Fermion Compound Ce3PtIn11
通过热力学和输运测量研究了新型重费米子超导体$_3$ $_{11}$在常压和静水压下的性质。在常压下,该化合物在$T_1$ $\approx$ 2.2 K和$T_{\rm N}$ $\approx$ 2 K处发生两次连续的磁跃迁,进入反铁磁有序态,并在低于$T_{\rm c}$ $\approx$ 0.32 K时进入重费米子超导相.在Ce $_3$ PtIn $_{11}$晶胞中存在两个晶体学上不等价的Ce位的情况下,讨论了长程磁有序与超导电性的共存.实验数据使我们能够建立压力-温度相图。
2015-10-13 cond-mat.str-el
Characteristic signatures of quantum criticality driven by geometrical frustration
几何挫折描述的情况下,相互作用是不相容的晶格几何和稳定的外来相,如自旋液体。金属中磁相互作用的几何阻挫是否能诱导非常规量子临界点是一个活跃的研究领域。我们专注于六角重费米子金属CeRhSn的近藤离子位于扭曲的kagome平面沿c轴堆叠。低温比热,热膨胀和磁Grüneisen参数测量证明了零场量子临界点。测量熵的初始单轴压力导数的线性热膨胀显示出显著的各向异性。临界和非临界行为沿着和垂直于戈薇平面,分别证明量子临界性是由几何挫折。我们还发现了自旋翻转型变磁性交叉。这排除了一个巡回的情况下,并建议量子临界性是相关的本地时刻在一个类似自旋液体的状态。
2015-04-24 cond-mat.str-el
Strong coupling theory of heavy fermion criticality II
我们提出了一个理论的热力学,运输和动力学性质的三维金属所管辖的$d$ -维波动在量子临界点,电子准粒子有效质量发散的标度行为。我们确定如何临界玻色序参量波动的有效质量发散的影响。我们发现费米子和玻色子的耦合系统受两个稳定的不动点支配:传统的弱耦合不动点和一个新的强耦合不动点,只要玻色子-玻色子相互作用是无关的。后一个不动点支持超尺度,其特征在于分数指数。该理论被应用到某些重费米子化合物的反铁磁临界点,其中达到强耦合制度。
2016-11-29 cond-mat.str-el
Grüneisen parameter studies on heavy fermion quantum criticality
格吕奈森参数,实验确定的比热膨胀比热,量化的压力依赖性的特征能量尺度的物质。这是高度增强的近藤晶格系统,其性质强烈依赖于f-和传导电子之间的压力敏感的反铁磁交换相互作用。在这篇综述中,我们专注于Grüneisen参数和它的磁性类似物,绝热磁热效应,重费米子金属量子临界点附近的发散。我们比较实验结果与目前的理论模型,包括强大的几何挫折的影响。我们还讨论了使用不同的磁格吕奈森参数的绝热退磁冷却到非常低的温度的材料的可能性。
2016-08-17 cond-mat.str-el
Unifying Dirac Spin Liquids on Square and Shastry-Sutherland Lattices via Fermionic Deconfined Criticality
Universität Würzburg(维尔茨堡大学);Flatiron Institute(平顿研究所);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);Indian Institute of Technology Madras(马德拉斯印度理工学院);Harvard University(哈佛大学)
本文通过费米非束缚临界性统一了平方晶格和沙斯特-萨尔沙晶格的狄拉克流体,揭示了两者的低能场论结构一致,并分析了SO(5)临界点的共形非束缚临界性。
2026-11-06 cond-mat.str-el
Quantum criticality of U(1) gauge theories with fermionic and bosonic matter in two spatial dimensions
本文考虑2+1维相对论U(1)规范理论,其中N_b种为复玻色子,N_f种为有限温度下的狄拉克费米子。用共形场论描述了Higgs相和Coulomb相之间的量子相变。在N_b和N_f较大的情况下,但对于任意的N_b/N_f比值,我们给出了这些CFTs的各种临界指数和普适振幅的计算。我们接触到这些场论所描述的不同的自旋液体、电荷液体和量子磁体的去限制临界点。我们计算物理观测值,可以在绝缘和掺杂量子磁体的实验或数值模拟中测量。
2008-01-06 cond-mat.str-el
Heavy Fermion Quantum Criticality and Destruction of the Kondo Effect in a Nickel Oxypnictide
量子临界点出现在零温度下物质的不同相之间的连续转变中。对反铁磁重费米子材料的研究表明,量子临界性有几种类型,其中一种非常规类型涉及近藤纠缠的临界破坏。为了了解这些品种,重要的是要扩大材料的基础超出了通常的金属间化合物的设置。在这里,我们表明,镍oxypnictide,CeNiAsO,显示一个重费米子反铁磁量子临界点作为一个函数的压力或P/As替代。在量子临界点,出现非费米液体行为,这是伴随着发散的有效载流子质量。在量子临界点附近,低温霍尔系数的符号发生了快速的变化,这表明费米面发生了突变,近藤效应被破坏。我们的结果意味着,巨大的材料基础的oxypnictides,这一直是如此关键的高温超导性的搜索,也将发挥至关重要的作用,努力建立普遍性类的量子临界强关联电子系统。
2014-08-13 cond-mat.str-el
New Universality Class of Quantum Criticality in Ce- and Yb-based Heavy Fermions
讨论了在具有强局域电子关联的巡游电子系统中出现的一类新的量子临界普适性。Ce-或Yb-价态跃迁的量子临界性为我们提供了一个统一的解释,解释了在重费米子金属如YbRh 2Si 2和β-YbAlB 4、YbCu 5-xAlx和CeIrIn 5中常见的非常规临界性。关键的起源是由于一阶价跃迁的量子临界端点附近出现的临界价涨落模式的局部性,这是由f电子的强电子相关引起的。更广泛的相关性,这一新的临界性和重要的未来测量,以揭示其起源进行了讨论。
2012-06-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Signature of Kondo breakdown quantum criticality in optical conductivity
研究了重费米子系统在近藤击穿量子临界点附近的有限频率带间跃迁峰,在该临界点处近藤温度为零。当系统从重费米液体侧接近相变时,我们发现一个新的交叉制度,其中峰位置与晶格近藤尺度有关,但不成正比。特别地,峰值的位置移动到较低的能量,但在临界点处保持有限。另一方面,峰值非单调地变化,并且最终在量子临界点处峰值消失,这表明f电子的窄带与导带解耦。我们认为,这些是独特的签名近藤击穿过渡,因此可以是有用的,以区分它从自旋密度波不稳定性实验。
2010-04-29 cond-mat.str-el
Weak-coupling to strong-coupling quantum criticality crossover in a Kitaev quantum spin liquid $α$-RuCl$_3$
本研究在Kitaev量子自旋液体材料$\alpha$-RuCl$_3$中发现全新的量子临界性渡越现象,揭示其高能标弱耦合与低能标高耦合的两种普适标度行为,为费米子-玻色子耦合拓扑系统的量子临界演化研究提供关键见解。
2022-03-25 cond-mat.str-el
Fermionic criticality of anisotropic nodal point semimetals away from the upper critical dimension: exact $1/N_f$ exponents
我们考虑了在$d = d_L + d_Q$空间维中各向异性节点半金属的费米量子临界性,该节点半金属在$d_L$维中线性分散,在其余的$d_Q$维中二次分散。当受到强相互作用时,这些系统易受半金属-绝缘体转变的影响,同时伴有自发对称性破缺。这样的量子临界点所描述的各向异性节费米子耦合到动态序参量场的有效场论。我们分析了在物理相关的空间维度的通用标度,推广到大量的$N_f$的费米子口味的分析控制。朗道阻尼的无隙费米激发引起的非解析自能修正的玻色子序参数传播,占主导地位的长波长行为。我们表明,微扰动量壳RG导致非普遍的,截止依赖的结果,因为它没有正确地解释这种非解析结构。反过来,使用一个完全通用的软截止配方,我们证明了正确的IR缩放的穿着玻色子传播子可以推导出强制执行的结果是独立的截止计划。利用这种软截止方法,我们计算了各向异性半狄拉克费米子$(d_L=1$,$d_Q=1)$到$1/N_f$中首阶和所有圈阶的临界指数.将同样的方法应用于相对论狄拉克费米子,我们再现了由其他方法,如共形引导法,得到的临界指数。
2020-08-03 cond-mat.str-el
Mott Fermionic "Quantum" Criticality Beyond Ginzburg-Landau-Wilson
金属和相关绝缘体之间的Mott临界点通常根据标准的Ginzburg-Landau-Wilson相变范式通过密度或自旋密度玻色子模涨落来研究。片刻的反思导致越来越多的怀疑,这种方法应该工作的过渡是不稳定的,无效的自旋密度模式的相关性。电荷密度模式是无关紧要的,因为长程库仑相互作用导致大的等离子体激元间隙和它们的不可压缩性。与这些疑问,最近的测量莫特临界点在低维有机材料产生的临界指数在暴力离散与玻色子模式的临界知识。我们提出,费米涨落控制的莫特过渡的行为。因此,尽管是有限温度相变,该转变具有内在量子方面。我们开发这个迄今未探索的物理学,获得实验预测,并找到一个新的无法解释的实验指数的协议。我们的结论是,这种莫特转变对应于一个新的普适类的有限温度临界点,包含量子效应,不能占传统的金兹伯格-朗道-威尔逊智慧。
2007-05-24 cond-mat.str-el
Quantum criticality of magnetic catalysis in two-dimensional correlated Dirac fermions
利用无限密度矩阵重整化群,研究了零温下$π$磁通方格子上关联无自旋Dirac费米子中磁场感生电荷密度波(CDW)序的量子临界性.研究发现,CDW序参量$M(B)$在量子临界点附近表现出$(2+1)$维手征伊辛普适类的反常磁场$(B)$标度行为,这导致$M(B)$比平均场结果有很强的增强.在相互作用-磁场平面上建立了费米量子临界的全局相图。
2020-08-14 cond-mat.str-el hep-ph
Signature of quantum criticality in photoemission spectroscopy at elevated temperature
重费米子(HF)化合物的量子相变(QPT)可能破坏费米液体基态。然而,这种崩溃的条件仍然不清楚。我们首次报道了在高温下用紫外光电子能谱直接研究了重准粒子在CeCu $_{6-x}$ Au $_x$正则体系中的形成和击穿过程,而没有考虑晶格相干性的复杂性.令人惊讶的是,单离子近藤能级$T_K$在量子临界金浓度$x_c=0.1$附近表现出突变。我们从理论上表明,这一步预计从一个高度非线性重整化的本地自旋耦合在每个Ce网站,诱导相邻网站上的自旋波动。它提供了一个通用的高温指标HF准粒子击穿在QPT。
2008-12-09 cond-mat.str-el
Quantum criticality in the cubic heavy-fermion system CeIn_{3-x}Sn_x
利用低温热膨胀和Grüneisen参数,对CeIn $_{3-x}$ Sn $_x$ $(0.55 \leq x \leq 0.8)$单晶在$x_c\approx 0.67$反铁磁量子临界点附近进行了全面的研究.该系统代表了{ \it立方}重费米子(HF)的第一个例子,其中$T_{\rm N}$可以被{ \it连续}抑制到T=0。在AF和顺磁状态之间的Grüneisen参数的特征符号变化表明接近QCP的熵的积累。观察到的量子临界行为与三维临界涨落巡回理论的预测是一致的。这对HF QCP中维度的作用具有重要意义。
2006-06-15 cond-mat.str-el
Quantum oscillations and criticality in a fermionic and bosonic dimer model for the cuprates
我们研究量子振荡的费米和玻色子二聚体系统和比较的结果,实验观察到的铜酸盐超导体在其欠掺杂制度。基于规范不变性,我们证明了载流子服从Onsager量子化条件,量子振荡具有Lifshitz-Kosevich形式.我们得到的有效质量,并找到良好的定性协议与实验,如果我们调整模型的点,在最佳掺杂所观察到的质量发散相关联的一个范霍夫奇点,其中四个自由二聚体费米口袋接触成对的布里渊区的内部。当反铁磁相互作用时,相同的范霍夫奇点导致d波超导配对振幅的最大值。因此,我们的综合结果表明,分离的欠掺杂和过掺杂制度的量子临界点是标记的费米子二聚体分散体中的范霍夫鞍点的位置。
2019-02-22 cond-mat.str-el
Quantum Criticality of Semi-Dirac Fermions in 2+1 Dimensions
二维半狄拉克费米子是准粒子,在一个方向上线性分散,在另一个方向上二次分散。研究了短程相互作用驱动下半狄拉克费米子对电荷、自旋密度波和超导序的不稳定性。利用Wilson动量壳RG分析了不同序参量下Yukawa理论的临界行为。我们推广到大量的$N_f$的费米子口味,实现2+1维的解析控制和计算临界指数在一个循环的顺序,系统地包括$1/N_f$的修正。后者取决于2+1维中玻色红外传播子的具体形式,需要将其包括在内以正则化发散。$1/N_f$的修正是令人惊讶的小,这表明膨胀在物理维度上得到了很好的控制。序参数相关继承了半狄拉克费米子的电子各向异性,导致相关长度沿空间方向发散,具有不同的指数,即使在平均场水平。我们推测,接近临界点可能会稳定新的调制阶相位。
2019-07-26 cond-mat.str-el
The thermopower as a signature of quantum criticality in heavy fermions
我们提出了一系列的论据表明,塞贝克系数可以作为一个决定性的实验来表征的性质的量子临界点(QCP)在重费米子化合物。作为反应几乎完全的离域熵载流子的存在下,塞贝克系数显示出剧烈的崩溃在近藤击穿QCP,作为重建的费米面发生。相反,在自旋密度波(SDW)QCP周围,塞贝克系数是广泛对称的。我们讨论了在QCP的符号变化的可能性,$| S / T | $的特性变化与温度和外部参数,以及塞贝克系数的能力,以区分本地化和巡回反铁磁性(AF)。对四种非常规化合物:YbRh $_2$ Si $_2$,Ce(Mn)In $_5$,CeCu $_{6-x}$ Au $_x$和URu $_2$ Si $_2$给出了实验建议。
2010-02-12 cond-mat.str-el
Novel criticality of Dirac fermions from lattice symmetry breaking
我们考虑了强相互作用二维Dirac系统中自发晶格对称破缺的作用。费米子诱导的量子(多)临界性由狄拉克费米子耦合到由质量场和突现规范场组成的动力学序参量来描述。这是说明的平移对称性破缺的例子,由于电荷密度波的蜂窝晶格上的顺序。使用重整化群分析,我们发现,假定的紧急洛伦兹不变性被违反。最后,我们确定,拓扑相变很好地描述了这个有效场论。
2020-04-16 cond-mat.str-el hep-th
Kondo Destruction in Heavy Fermion Quantum Criticality and the Photoemission Spectrum of YbRh$_2$Si$_2$
重费米子金属为研究量子临界性提供了原型。在实验上,量子临界点已经在越来越多的重费米子化合物中被识别和研究。从理论上讲,近藤破坏提供了一种手段来表征一类非常规的量子临界点,超越了朗道框架的序参数波动。这种局域量子临界性的突出证据之一是在YbRh $_2$ Si $_2$中的测量。在有限温度下观察到的霍尔系数和其他运输和热力学量的等温场的依赖性,这指定了一个$T^*(B)$线的温度($T$)-磁场($B$)相图中的快速交叉。在这里,我们通过分析交叉宽度与交叉位置的比率来讨论温度升高时会发生什么。在$T \gtrsim 0.5$ K下,该比值接近1,YbRh $_2$ Si $_2$在零磁场下属于量子临界涨落区,其中单粒子谱函数在小费米面和大费米面都具有显著的谱权重。这意味着,在这个温度范围内,任何对费米面敏感的测量也将在大费米面处看到显著的光谱权重。最近报道的YbRh $_2$ Si $_2$在$T>1$ K的角分辨光电子能谱(ARPES)实验与这一预期是一致的,因此支持$T^*(B)$线与近藤破坏物理学的关联。
2015-07-22 cond-mat.str-el
Deconfined quantum criticality in the two dimensional Kondo lattice model
基于二维Kondo晶格模型研究了从反铁磁金属到重费米子液体的连续量子相变。我们提出反铁磁自旋涨落和传导电子在量子临界点处分裂为中性玻色子和带电的无自旋费米子。这种非限定的量子临界性使我们建立了一个临界场论,它是关于通过突现U(1)规范场相互作用的分数化场。临界场论不仅预言了量子临界点附近的非费米液体物理,而且还恢复了远离量子临界点的费米液体物理。
2005-08-09 cond-mat.str-el
Anomalous Hall effect and quantum criticality in geometrically frustrated heavy fermion metals
研究几何阻挫Kondo晶格中Kondo耦合与手性自旋液体在方格子$J_1-J_2$模型中的效应,发现跨越量子临界点时费米面重构导致反常霍尔电导跃变,并探讨其对重费米子铱酸盐的意义及界面结构设计。
2024-07-20 cond-mat.str-el
Fermionic quantum criticality and the fractal nodal surface
对重费米子金属中的量子临界态和高温$_c$超导体的正常态完全缺乏理论理解,这是凝聚态物理的根本问题:与费米-狄拉克统计相关的臭名昭著的负号使得路径积分是非概率的,并且不允许与经典系统中的临界现象建立联系。使用Ceperley的约束路径积分的形式主义,我们证明了尺度不变性和费米-狄拉克统计的工作可以调和。后者自洽地转化为几何约束结构。我们证明了这个“节点超曲面”编码的费米液体的尺度和变成分形时,系统成为量子临界。为了说明这一点,我们计算节面和电子动量分布的Feynman回流波函数,确实发现,随着回流强度的增加,准粒子质量逐渐增加,发散时,节结构成为分形。在重费米子金属间化合物中,已经观察到费米液体在临界点的这种坍缩。
2008-04-14 cond-mat.str-el
Quantum $z=2$ Lifshitz criticality in one-dimensional interacting fermions
本文研究一维相互作用费米子的 $z=2$ Lifshitz临界性,结合RPA、RG与晶格数值模拟揭示相互作用符号及在位耦合对集体激发、RG流和红外 $z=1$ 临界行为的影响。
2023-07-29 cond-mat.str-el
Deconfined quantum criticality and emergent SO(5) symmetry in fermionic systems
在关联系统中具有涌现SO(5)对称性的非受限量子临界性仍然是难以捉摸的。在这里,通过进行数值精确的国家的最先进的量子蒙特卡罗(QMC)模拟,我们显示了令人信服的证据之间的反铁磁和价键固相量子临界点(DQCP)在扩展的哈伯德模型的费米子的蜂窝晶格与大系统尺寸。我们进一步证明了DQCP的SO(5)对称性。值得注意的是,在DQCP上通过有限尺寸标度得到的临界指数与严格的共形边界是一致的。因此,我们在费米子相互作用系统中建立了一个具有涌现SO(5)对称性的DQCP研究领域。它在狄拉克费米子关联系统中可能的实验关联将被简要讨论。
2019-04-24 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Strong coupling theory of heavy fermion criticality
我们提出了一个理论的标度行为的热力学,输运和动力学性质的三维金属在反铁磁临界点。我们展示了在AFM波矢q=Q的临界自旋波动如何在小q处引起能量波动,从而在整个费米表面上产生发散的准粒子有效质量。费米子和玻色子自由度的耦合导致了有效质量的自洽关系,除了众所周知的弱耦合,自旋密度波解之外,它还有一个强耦合解。因此,我们使用最近引入的临界准粒子的概念,采用尺度依赖的有效质量比m*/m和准粒子的权重因子Z。作为发散的有效质量的朗道费米液体相互作用的结果被发现发散在所有的通道,除了临界的,造成重要的顶点修正。随后的自旋涨落谱服从Ω/T标度。我们的计算结果与重费米子化合物YbRh_2Si_2 ~$和CeCu(6-x)Au(x)的实验数据符合得很好,分别假设了3D和2D自旋涨落.
2014-03-13 cond-mat.str-el
Anomalous Local Criticality in Heavy Fermion Metals from Holography
我们提出了一个全息理论来解释在某些重费米子金属,如$\mathrm{CeCu_{5.9}Au_{0.1}}$和$\mathrm{YbRh_{2}(Si_{0.95}Ge_{0.05}})_{2}$,这是不符合任何传统的自旋密度波量子临界点理论观察到的异常临界现象的数量。我们表明,从全息不动点的非高斯性质起着至关重要的作用,这些材料的物理附近的量子临界点,这是不是在同一普适类的自旋密度波型不动点。在非高斯不动点处的临界自旋涨落是强各向异性的,在空间方向上是局域的,在时间方向上是临界的,在低温下,临界指数为2/3的频率与温度的关系。局域临界指数趋于1,这导致在高温下的量子临界区域中恒定的自旋弛豫速率。讨论了不动点的稳定性。
2013-12-26 cond-mat.str-el
Fermi Surface Resonance and Quantum Criticality in Strongly Interacting Fermi Gases
费米气体中的费米子遵守泡利不相容原理,限制任何两个费米子填充同一个量子态。费米子之间的强相互作用可以完全改变费米气体的性质。在我们的理论研究中,我们发现了一个新的奇异的量子相位在强相互作用费米气体约束到一定的条件强加在费米表面,我们称之为费米表面共振。新相位是量子临界的,它可以通过谱密度的幂律频率尾部和发散的静态磁化率来识别。新相的一个特别显著的特征是直流电阻率的反常幂律温度依赖性,这与奇怪的金属相似。这种新的量子临界相可以在普通的半导体异质结构中实验发现。
2020-12-01 cond-mat.str-el
Colossal enhancement of upper critical fields in noncentrosymmetric heavy fermion superconductors near quantum criticality: CeRhSi$_3$ and CeIrSi$_3$
本文研究了非中心对称重费米子超导体CeRhSi $_3$和CeIrSi $_3$在量子临界附近上临界场$H_{c2}$沿c轴的强耦合效应。对于足够大的自旋-轨道相互作用,由于缺乏反演对称性,$H_{c2}$主要是由轨道depairing效应。从微观计算考虑到强烈的自旋波动,我们表明,$H_{c2}$是非常增强的系统接近量子临界点,导致$H_{c2}\sim 30$ T,即使在低转变温度$T_c(H=0)\sim 1$ K的情况下,这很好地解释了巨大的$H_{c2}$在最近的实验中观察到的。我们的结果揭示了量子临界附近自旋涨落引起的强耦合超导性的内在和普遍性质。
2008-08-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Solvable model for quantum criticality between Sachdev-Ye-Kitaev liquid and disordered Fermi liquid
我们提出了一个简单的可解变形的Sachdev-Ye-Kitaev(SYK)模型,该模型显示了从快速混乱的非费米液体到无序费米液体的量子相变。像标准的SYK模型一样,我们的变体涉及一个单一种类的马约拉纳费米子,它们通过全对全随机的四费米子相互作用连接在一起。的相变是由一个随机的两个费米子项添加到哈密顿量,其结构的启发,提出固态实现的SYK模型。得到了费米子在大量$N$时鞍点解的解析表达式,并表明在跃迁点以下谱函数具有标度不变的$\sim |ω|^{-1/2}$特性,而在临界点处谱函数被$\sim |ω|^{-1/3}$奇异性所取代.这些结果证实了鞍点方程的数值解,并在更广泛的范围内的领域进行了讨论。
2019-04-07 cond-mat.str-el
Nonequilibrium Dynamics of Dirac Quantum Criticality in Imaginary Time
Sun Yat-Sen University(中山大学);Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics & Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所及凝聚态物理北京国家实验室);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);School of Physics and Materials Science, Guangzhou University(广州大学物理与材料科学学院)
本文通过量子蒙特卡罗模拟研究狄拉克量子临界点的非平衡动力学,揭示了非稳态初始滑动演化及费米子临界涨落的影响,并提出新的标度理论框架。
2026-02-25 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Quantum Criticality in Heavy Fermion Metals
量子临界性描述了物质在零温度下经历二级相变的集体波动。近年来,重费米子金属已经成为研究量子临界点的原型系统。已经有相当多的努力,实验和理论,使用这些磁系统来解决的问题是中央的广泛理解强相关的量子物质。在这里,我们总结了一些基本的问题,包括i)在重费米子金属的量子临界超出标准理论的序参数波动的程度,ii)的近藤效应在量子临界制度的性质,iii)伴随量子临界的非费米液体现象,和iv)量子临界和非常规超导之间的相互作用。
2008-01-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con quant-ph
Tuning Heavy Fermion Systems into Quantum Criticality by Magnetic Field
我们讨论了两种重费米子化合物CeNi_2Ge_2和YbRh_2Si_2的一系列热力学、磁和电输运实验,其中磁场B用于将系统从非费米液体(NFL)调谐到场诱导FL态。在通过减少B从FL侧接近量子临界点时,我们分析了重准粒子(QP)质量和QP-QP散射截面。对于CeNi 2Ge 2,所观察到的行为与三维(3D)临界自旋涨落的自旋密度波(SDW)方案的预测吻合得很好。相比之下,在YbRh 2Si 2中观察到的奇异性不能用巡游SDW理论来解释,无论是3D还是2D临界spinfluctuations。此外,我们还研究了高磁场下的磁化强度M(B)。对于CeNi_2Ge_2,在43 T处观察到变磁转变,而对于YbRh_2Si_2,在10 T处发生类似扭结的异常,在M与B(沿易基面施加)中,重费米子状态被完全抑制。
2003-04-06 cond-mat.str-el
Quantum Valence Criticality in Heavy Fermions on Periodic and Aperiodic Crystals
综述了量子价临界理论和实验的进展,重点介绍了最近发现的周期晶体$_{1-x}$在$x=0.014$和准晶YbPDMATHABMR($_{1-x} $)$_{34}$($_{x}$)$_{51}$在$x=y=0$的价跃迁量子临界点的直接证据.共同的量子临界性以及$T/B$标度行为中观察到的周期性晶体$β$-YbAlBPDMATHABMP和准晶Yb $_{15}$ Al $_{34}$ Au $_{51}$中的磁化强度被证明是从理论的临界Yb价波动开始描述的低能电子态在两个系统中的哈密顿。
2019-10-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum criticality and correlations in the cuprate superconductors
本文用荷电$c$费米子和自旋中性复合双自旋$s1$费米子的剩余相互作用描述了在三维单轴各向异性扰动下正方晶格上哈伯德模型中的电子关联,进一步研究了空穴掺杂铜氧化物超导体量子临界行为的起源.与它们的各向异性线性$ω$单电子散射率和正常状态线性$T$电阻率实现了极好的定量一致。我们的研究结果提供了强有力的证据,正常状态下的线性- $T$电阻率确实是低温标度不变物理的表现。
2010-06-12 cond-mat.str-el
Finite-temperature conductance signatures of quantum criticality in double quantum dots
我们研究的线性电导通过双量子点系统组成的相互作用点在其近藤制度和一个有效的非相互作用的点,并联连接到金属导线。在温度$T>0$下的零偏压电导中的签名标记了在Kondo屏蔽的多体基态和非Kondo基态之间的一对量子(T=0)相变。值得注意的是,随着$T$的增加,电导特征变得更加突出,这增强了通过在单个器件中调节栅极电压来访问量子临界区的实验前景。
2008-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Multiband Dual Fermion Approach to Quantum Criticality in the Hubbard Honeycomb Lattice
本文用对偶费米子方法的多带公式研究了量子临界点附近蜂窝晶格上的哈伯德模型。除了动力学平均场的强局部相关性之外,通过梯形图求和,还包括所有长度尺度上的临界波动。磁化率的分析产生的量子相变的临界相互作用强度的估计,从顺磁性半金属的反铁磁绝缘体,在良好的协议,其他数值方法。我们进一步估计的交叉温度重整化经典制度。我们的数据意味着,在大的相互作用强度,哈伯德模型蜂窝晶格上的行为像一个量子非线性西格玛模型,而在非费米液体状态。
2018-03-14 cond-mat.str-el
Quantum criticality and global phase diagram of an Ising-anisotropic Kondo lattice
最近的研究重费米子系统的可调量子涨落集中在各种零温相变,不仅涉及磁序的开始,但也近藤纠缠的破坏。受这些发展的启发,我们研究了Ising各向异性Kondo晶格模型中横向磁场引起的增强量子涨落的影响,并在扩展的动力学平均场论中使用数值重整化群求解。局部临界点线描述了从近藤屏蔽的顺磁性重费米子态到近藤破坏的反铁磁相的直接跃迁。沿着这条线,提取的临界指数保持不变。通过研究局域矩的量子涨落、近藤效应和磁序之间的相互作用,本研究为重费米子系统的全局相图提供了重要的新见解.
2016-03-12 cond-mat.str-el
Revealing Fermionic Quantum Criticality from New Monte Carlo Techniques
本文综述了近年来费米量子临界性研究的最新进展,重点介绍了数值方法,特别是量子Monte Carlo方法的新进展,以及近年来大规模数值模拟中出现的新发现。费米子系统中的量子临界现象吸引了数十年的广泛研究工作,部分是受到其奇异特性和潜在技术应用的吸引,部分是被管理这些量子临界系统的深刻而普遍的基本原理所唤醒。由于这些系统的复杂性和非微扰性,它们属于现代凝聚态物理研究中最困难和最具挑战性的问题,许多重要的基础问题仍然没有解决。最近,模型设计和算法改进的新发展使得在这些量子临界点附近实现无偏的大规模数值解成为可能,这为通过理论和数值研究的联合努力实现受控结论铺平了新途径,并为重费米子化合物,铜基和铁基超导体,超冷费米子原子气体、扭曲的石墨烯层等,那里存在费米量子临界性的特征。
2019-09-07 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Conductivity close to antiferromagnetic criticality
在自旋费米子模型的框架下,利用图解法研究了接近反铁磁不稳定性的三维无序金属的电导率。我们计算了相互作用对电导率的修正$δσ(ω,T)$,假设后者是由无序散射主导的,并且相互作用是弱的。虽然费米散射率在整个费米表面上表现出临界行为,但相互作用校正主要由热点附近的过程控制,热点附近是费米表面的狭窄区域,对应于最强的自旋-费米散射。正好在临界点$δσ\propto[max(ω, T)]^{3/2}$。在足够大的频率$ω$下,电导率与温度无关,并且$δσ\propto(τ^{-1}-iω)^{-2}$,$τ$是弹性散射时间。在一定的中频范围内$δσ(ω)\propto iω(τ^{-1}-iω)^{-2}$。
2013-01-02 cond-mat.str-el
Deconfined quantum criticality in Ising gauge theory entangled with single-component fermions
本文利用无限密度矩阵重整化群方法研究半填充单组分费米子与伊辛规范场耦合体系,发现同时涌现规范禁闭与二聚化对称性破缺的量子临界线,并推测其退禁闭临界性及低能有效场论。
2024-11-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Quantum phase transition and criticality in quasi one-dimensional spinless Dirac fermions
利用无限密度矩阵重整化群和阿贝尔玻色化方法,研究了准一维圆柱几何$π$通量正方晶格上无自旋费米子的量子临界性.对于周期边界条件下的一系列圆柱圆周$L_y=4n+2=2, 6, \cdots$,存在从带隙狄拉克费米子态到电荷密度波(CDW)态的量子相变。我们发现在这种情况下的量子相变是连续的,并且属于(1+1)维Ising普适类.另一方面,当$L_y=4n=4, 8, \cdots$时,在非相互作用点处存在无隙狄拉克费米子,并且到CDW态的相变是高斯的。这两种临界性都用玻色化统一描述。我们澄清了它们之间的密切关系,并证明了一个中心荷$c=1/2$伊辛过渡线出现作为一个紧急的马约拉纳费米子从$c=2$高斯过渡点的临界状态。
2019-06-14 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Quasiparticles beyond the Fermi liquid and heavy fermion criticality
我们给出了一个自洽理论的尺度相关的有效质量增强m*/m的准粒子的三维反铁磁(AFM)的自旋涨落的存在下,在AFM量子临界点的无序。临界准粒子理论描述了临界区域中费米子和玻色子自由度的耦合。利用这一事实,即使在“非费米液体”制度的准粒子的宽度不超过准粒子的能量,我们采用费米液体理论的关系,以确定依赖的自旋涨落谱的m*/m,从自能,从而m*/m可以计算。当初始值足够大时,m*/m的自洽方程具有强耦合解。我们认为,在YbRh_2Si_2,准二维高斯涨落存在于很宽的范围内驱动系统进入三维强耦合的波动制度。在T < 0.3K的温度范围内,我们找到了比热系数γ \propto T^{-1/4}和电阻率ρ(T)=ρ(0)+AT ^{3/4}随温度变化的临界指数,与YbRh_2Si_2的实验结果符合得很好。
2011-02-27 cond-mat.str-el
Instabilities of a Generalized Gross-Neveu Quantum Criticality
University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);University of Illinois Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校)
该研究探讨了广义格罗斯-内夫鲁模型在量子临界点处的不稳定性,发现超导和电中性有序相在费米子强重整化时出现,且配对稳定性随重整化强度增加而增强。
2026-01-13 cond-mat.str-el
Bad-metal behavior reveals Mott quantum criticality in doped Hubbard models
不良金属(BM)的行为特征的电阻率的线性温度依赖性延伸到远高于Mott-Ioffe-Regel(MIR)限制,通常被视为一个关键的未解决的签名强相关性。在这里,我们通过检查一个完全受挫的哈伯德模型,其中所有的长程磁序被抑制,并通过动态平均场论的莫特问题,可以严格解决的BM行为与莫特量子临界。我们发现,对于掺杂的莫特绝缘体制度,共存圆顶和相关的一阶莫特金属-绝缘体转变被限制在极低的温度下,而清晰的签名莫特量子临界出现在大部分的相图。显着的标度行为被确定为整个家庭的电阻率曲线,量子临界区域覆盖整个BM制度,不仅提供洞察力,而且定量的理解周围的MIR限制,与现有的实验。
2015-06-25 cond-mat.str-el
Fully gapped s-wave superconductivity enhanced by magnetic criticality in heavy fermion system
在重费米子系统中,由于强的自旋轨道相互作用(SOI),高阶多极算符是活跃的,各种多极涨落对配对机制的作用引起了人们的广泛关注。在这里,我们研究了重费米子系统中的超导机制,通过关注顶点校正(VC)的配对相互作用超越Migdal近似的影响。在重费米子系统中,多极涨落之间的强干扰会导致显著的VC,这代表了超出平均场型近似的多体效应。特别是电子与带电玻色子之间的耦合常数,包括电子-声子耦合常数,都被虚包线强烈放大。由于这个原因,适度的偶秩(=电)多极涨落产生大的吸引相互作用,因此s波超导可以出现在重费米子系统中。特别是,声子介导的超导性有望在磁临界附近实现,这要归功于由于磁多极涨落引起的VC。本机制可能是负责的完全带隙的s波超导态实现CeCu 2Si 2。
2018-10-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Two-loop disorder effects on the nematic quantum criticality in $d$-wave superconductors
在某些$d$波铜氧化物超导体中,无带隙节费米子在量子临界点处表现出非费米液体行为。如果费米子也耦合到无序势,产生重整化群理论意义上的相关微扰,则这种非费米液态可以转变为无序主导的扩散金属。因此,有必要检查特定的疾病是否相关。通过重整化群分析,研究了临界涨落与随机化学势之间的相互作用。表征随机化学势强度的参数在单圈水平上是边缘的,但在包括双圈校正后变得边缘相关。因此,即使是弱的随机化学势也会导致节点费米子的扩散运动和物理意义的显著临界行为,因为强度最终会在低能量下流向大值。
2015-05-25 cond-mat.str-el
Preempting Fermion Sign Problem: Unveiling Quantum Criticality through Nonequilibrium Dynamics in Imaginary Time
School of Physics, Sun Yat-sen University(中山大学物理学院);Guangdong Provincial Key Laboratory of Magnetoelectric Physics and Devices, Sun Yat-sen University(中山大学磁电物理与器件广东省重点实验室);Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics & Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所(北京凝聚态物理国家研究中心));University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学)
通过虚时间非平衡动力学研究量子临界性,首次精确刻画Hubbard模型的量子相图,揭示连续相变及非传统格罗斯-内夫图普遍性类别。
2026-01-06 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Global Magnetic Phase Diagram and Local Quantum Criticality in Heavy Fermion Metals
我们解决的全球磁相图的近藤晶格系统。通过零温下各相不同的费米面性质,我们认为相图支持两类量子临界点。其中之一描述了从具有局部f-电子的磁性金属相到具有巡回f-电子的顺磁性金属相的直接过渡。这一结果为局域量子临界性的图景提供了背景,在局域量子临界性的图景中,费米面跳跃越过量子临界点,准粒子残留物随着量子临界点从任何一侧接近而消失。一些不寻常的实验,关于重费米子金属的相位和量子临界点,从目前的角度进行了讨论。这些事态发展在更广泛的背景下具有影响。特别是,它们构成了越来越多的量子临界性证据的一部分,量子临界性超出了序参量涨落的正统描述。
2006-01-01 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Anomalous scaling of fermions and order parameter fluctuations at quantum criticality
我们分析了半金属和超流体之间的量子相变模型的吸引相互作用的费米子与线性色散。该模型的量子临界性质不能用赫兹-米利斯方法来处理,因为费米子的积分导致奇异的朗道-金兹伯格序参量泛函。因此,我们推导和解决耦合重整化群方程的费米子自由度和玻色子序参量波动。在二维空间中,费米子和玻色子在量子临界点处获得反常的标度尺寸,与非费米液体行为和非高斯序参量涨落相关。
2011-06-02 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th