Diverging thermal expansion of the spin-ladder system (C$_5$H$_{12}$N)$_2$CuBr$_4$
我们提出了高分辨率测量的$c^\star$轴热膨胀和磁致伸缩的哌啶溴化铜\hp。在低温下的实验数据很好地解释了两个腿自旋阶梯哈密顿量。热膨胀表现出复杂的行为与各种符号的变化,并接近$1/\sqrt{T}$发散的临界领域。所有低温特征都在自由费米子模型中得到半定量解释;量子蒙特卡罗模拟获得了完全定量一致。
2008-01-07 cond-mat.str-el
The Magnetic Spin Ladder (C_{5}H_{12}N)_{2}CuBr_{4}: High Field Magnetization and Scaling Near Quantum Criticality
从(C $_{5}$ H $_{12}$ N)$_{2}$ CuBr $_{4}$的单晶和粉末样品的磁化强度$M(H \leq 30$ T,0.7 K $\leq T \leq 300$ K)已被用于鉴定该系统为在强耦合极限$J_{\perp} = 13.3$ K和$J_{\parallel} = 3.8$ K中的$S=1/2$海森堡双腿阶梯,其中$H_{c1} = 6.6$ T和$H_{c2} = 14.6$ T。半饱和时$M(H, T = 0.7$ K)中的拐点$M_{s}/2$由有效的\emph{XXZ}链描述。数据在$H_{c1}$和$H_{c2}$附近表现出普遍的标度行为,表明系统接近量子临界点。
2001-03-21 cond-mat.str-el
Spin-spin correlations of the spin-ladder compound (C$_5$H$_{12}$N)$_2$CuBr$_4$ measured by magnetostriction and comparison to Quantum Monte Carlo results
详细分析了自旋梯型化合物哌啶溴化铜(C $_5$ H $_{12}$ N)$_2$ CuBr $_4$的磁致伸缩和热膨胀。我们发现完美的协议之间的实验和理论的两个腿的自旋阶梯哈密顿超过十年的温度和在很宽的磁场范围。将不同晶向的磁致伸缩与两个静态自旋-自旋关联函数联系起来,用量子蒙特卡罗方法计算了(C $_5$ H $_{12}$ N)$_2$ CuBr $_4$的磁弹性耦合.我们特别关注两个临界磁场$H_{c1}$和$H_{c2}$附近的量子临界行为,其特征在于源于临界自旋系统的低维性的强奇异性。扩展我们在Lorenz等人[Phys. Rev. Lett.,100,067208(2008)],我们明确表明,上临界场$H_{c2}$附近的热膨胀是定量描述的一维,非相对论性费米子的无参数理论。我们还指出弹性模量存在奇异量子临界修正。这种校正与磁化率$χ$成比例,其在临界场处发散为$χ\sim 1/\sqrt{T}$,从而导致晶体的强烈软化。
2008-03-07 cond-mat.str-el
Quantum magnetism in molecular spin ladders probed with muon-spin spectroscopy
本文报道了分子自旋梯体系(HPip)$_{2}$ CuBr $_{4(1-x)}$ Cl $_{4x}$ [HPip=(C $_{5}$ H $_{12}$ N)]的μ子自旋谱($μ^{+}$ SR)测量结果.使用横向场$μ^{+}$ SR,我们能够识别$x=0$强梯级自旋梯系统(HPIP)$_{2}$ CuBr $_4$的相图的每个区域中的特征行为。我们的结果与基于二聚体的分子磁体Cu(pyz)(gly)(ClO $_{4}$)的结果的比较显示了几个共同的特征。我们定位在部分无序(HPIP)$_{2}$ CuBr $_{4(1-x)}$ Cl $_{4x}$($x=0.05$)的交叉,在量子无序和Luttinger液体之间的行为中间区域被确定。我们的解释的结果结合了可能的μ子停止状态的分析(HPIP)$_{2}$ CuBr $_4$密度泛函计算的基础上,并建议如何μ子加上其本地的扭曲可以导致一个本地的探针单元具有良好的灵敏度的磁状态。使用纵向场$μ^{+}$ SR,我们比较了$x=1$强边材料(Hpip)$_{2}$ CuCl $_{4}$与强边材料(C $_{7}$ H $_{10}$ N)$_{2}$ CuBr $_{4}$(称为DIMPY)的动态响应,并证明我们的结果与基于这些材料中相互作用的费米子准粒子激发的预测一致。
2018-06-25 cond-mat.str-el
Magnetic ordering induced by interladder coupling in the spin-1/2 Heisenberg two-leg ladder antiferromagnet C$_9$H$_{18}$N$_2$CuBr$_4$
我们目前的比热和中子散射的结果\emph{S} =1/2量子反铁磁体(二甲基铵)(3,5-二甲基吡啶)CuBr $_4$。材料在\emph{T} $_N$ =1.99(2)\,K下磁性有序,并且由于自旋各向异性,磁激发伴随有0.30(2)meV的能隙。根据非弹性中子散射测量,该系统最好描述为耦合的两支腿自旋1/2梯子,其中支腿交换$J_{\rm leg}$ =0.60(2)~meV,横档交换$J_{\rm rung}$ =0.64(9)~meV,梯间交换$J_{\rm int}$ =0.19(2)~meV,以及相互作用各向异性参数$λ$ =0.93(2)。与迄今为止报道的大多数自旋梯相反,该材料是一个罕见的例子,其中梯间耦合非常接近在没有磁场的帮助下将系统驱动到Néel有序相所需的临界值。
2014-05-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological Order, Dimerization, and Spinon Deconfinement in Frustrated Spin Ladders
我们考虑拓扑秩序和二聚体秩序在几个挫折自旋梯模型,这是目前感兴趣的高维模型相关,我们还解决了在这些模型中的分数相与deconfined自旋子激发的发生。结合分析和数值方法得到的结果,我们讨论了二聚或分馏相的发生是如何由系统的几何形状。
2007-12-17 cond-mat.str-el
Anisotropy-induced soliton excitation in magnetized strong-rung spin ladders
报道了原型$S=1/2$强梯级自旋梯材料(C $_{5}$ H $_{12}$ N)$_{2}$ CuBr $_{4}$的低温电子自旋共振实验和理论研究.在Tomonaga-Luttinger自旋液体状态中检测到意想不到的动力学。接近系统半磁化的点(并且被认为相当于零场中的无隙易平面链),我们观察到取向相关的自旋间隙和异常的$g$因子值。场论分析表明,在磁化的(C $_{5}$ H $_{12}$ N)$_{2}$ CuBr $_{4}$中观察到的低能激发模是由Dzyaloshinskii-Moriya相互作用引起的孤子激发.
2020-07-07 cond-mat.str-el
The fate of spinons in spontaneously dimerised spin-1/2 ladders
我们研究了弱耦合的、受抑的自旋为1/2的两足海森堡阶梯。为了消除链之间的耦合,基本激发是去限制的,无间隙的自旋1/2物体,称为自旋子。我们调查的自旋子的命运的情况下,一个弱的链间相互作用。我们发现,尽管基态,这成为自发二聚化的急剧变化,自旋生存作为基本激发,但获得光谱间隙。此外,我们确定了精确的动力学结构因子的几个值的动量转移。
2000-02-21 cond-mat.str-el
(C$_5$H$_9$NH$_3$)$_2$CuBr$_4$: a metal-organic two-ladder quantum magnet
该研究结合单晶生长与宏观、微观表征,揭示(C$_5$H$_9$NH$_3$)$_2$CuBr$_4$在136–113 K间存在两次结构相变,低温形成两条不等价自旋梯,且至30 mK仍无长程磁有序。
2024-09-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetothermal Transport in Spin-Ladder Systems
本文研究了自旋为1/2的低交换耦合梯形结构($J\llΘ_D$)在强磁场$B$作用下的磁热导率理论模型。我们的热输运理论考虑了一维晶格中自旋子与晶格声子模耦合的贡献。本文采用阶梯哈密顿量到XXZ自旋链上的一个较弱有效场的映射B_{eff} = B-B_{0} $, where $ B_{0} =(B_{c1} + B_{c2})/2 $ corresponds to half-filling of the spinon band. This provides a low-energy theory for the spinon excitations and their coupling to the phonons. The coupling of acoustic longitudinal phonons to spinons gives rise to hybridization of spinons and phonons, and provides an enhanced $ B $-dependant scattering of phonons on spinons. Using a memory matrix approach, we show that the interplay between several scattering mechanisms, name…
2012-05-27 cond-mat.str-el
Evidence for pressure induced unconventional quantum criticality in the coupled spin ladder antiferromagnet C$_9$H$_{18}$N$_2$CuBr$_4$
通过调节非热控制参数,量子物质中的量子相变发生在零温度下的不同基态之间。通常,它们可以在朗道相变理论中准确地描述,类似于传统的热相变。然而,这种情况在某些情况下可能会崩溃。本文研究了流体静压对自旋为1/2的梯形化合物C $_9$ H $_{18}$ N $_2$ CuBr $_4$的磁结构和自旋动力学的影响。单晶热容和中子衍射测量表明,N $\rm \acute{e}$ el有序相打破超过$P_{\rm c}$ $\sim$ 1.0 GPa的临界压力,通过连续的量子相变。临界指数的估计表明,这种转变可能属于传统的朗道范式之外。在1.3 GPa的非弹性中子散射谱的特点是由两个良好分离的带隙模式,包括一个连续类和另一个分辨率有限的激发在不同的散射通道,这进一步表明一个奇异的量子无序相以上$P_{\rm c}$。
2022-05-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetization Plateaux by Reconstructed Quasi-spinons in a Frustrated Two-Leg Spin Ladder under a Magnetic Field
本文研究了在受抑自旋梯中由磁场引起的量子相变。利用密度矩阵重整化群方法,我们发现在强、弱两种不同的横档耦合情况下,存在磁相变和磁平台。在强梯级耦合下,由于阻挫,在1/3、1/2和2/3处发现三个磁化平台。这些可以用准自旋子的形式来理解,准自旋子是由梯级上的单重态和三重态自旋重构的。在1/2处的平台对应于准自旋子的价键固体,而在1/3和2/3处的平台可以与准自旋子的阵列如孤子晶格相关联。这与通常的三重子玻色-爱因斯坦凝聚图像不同。我们的结果将有助于理解BiCu $_2$ PO $_6$的磁化曲线。
2015-08-27 cond-mat.str-el
Elementary excitations in the gapped phase of a frustrated S=1/2 spin ladder: from spinons to the Haldane triplet
我们使用变分矩阵积分析法研究了S=1/2梯形中的元激发,该梯形具有额外的对角耦合,等价于具有交替交换和次近邻相互作用的单个S=1/2链。在没有交替的情况下,基本激发由两个自由S=1/2粒子(“自旋子”)组成,它们是二聚体顺序的孤子。当最近邻交换交替时,“自旋子”被限制在一个S=1的激发中,成为广义弦序的孤子。变分的结果被发现是在一个定性的协议与精确的对角化数据为24自旋。我们认为,这样的方法给出了一个相当好的描述,在广泛的模型参数。
1997-10-13 cond-mat.str-el
Spinon excitation and Möbius boundary condition in S=1/2 antiferromagnetic Heisenberg spin ladder with zigzag structure
本文研究了具有莫比乌斯边界条件的反铁磁锯齿形自旋梯的低激发。利用Lanczos对角化方法和Householder对角化方法计算了锯齿形阶梯在动量空间中的激发谱。然后,我们表明,莫比乌斯边界产生的拓扑缺陷提供了明确的证据,单自旋激发。在此基础上,我们分析了通常周期边界条件下的双自旋散射态。我们进一步讨论了自旋子之间的相互作用效应,以及磁化过程中尖点奇异性的联系。
2001-04-06 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Motion of Bound Domain Walls in a Spin Ladder
用一对自由传播的自旋子描述了自旋- $\frac{1}{2}$反铁磁(AFM)海森堡链的元激发谱。在类伊辛海森堡的情况下,哈密顿自旋子可以被解释为分离简并基态的畴壁。在$d>1$维中,自旋子作为元激发的问题仍然没有解决。本文研究了两个自旋$\frac{1}{2}$原子力显微镜阶梯模型,其中单个链由类伊辛海森堡哈密顿量描述。在一种情况下,假设梯级交换相互作用是纯伊辛型的,而在另一种情况下,假设梯级交换相互作用是类伊辛型的。利用低能有效哈密顿方法,在微扰的提法,我们表明,自旋耦合的束缚对。在第一个模型中,由于有效哈密顿量中的四自旋环交换项,束缚对是离域的。适当的动力学结构因子的计算和相关的线形被发现是几乎对称的一维情况下。在第二种模型中,束缚的自旋子对通过在链之间传播而降低其动能。所得结果与最近的理论研究和实验观察梯形材料是一致的。
2010-06-18 cond-mat.str-el
Spectrum of a magnetized strong-leg quantum spin ladder
非弹性中子散射被用来测量海森堡$S=1/2$梯形材料(C $_7$ H $_10$ N)$_2$ CuBr $_4$的自旋激发谱,在带隙自旋液体和磁场诱导的Tomonaga-Luttinger自旋液体区域。在这两个区域之间观察到自旋动力学的根本变化。DMRG计算定量再现和帮助理解所观察到的相称和不相称的激发。结果验证了长期存在的量子场论预测,但也测试了这种方法的局限性。
2013-06-18 cond-mat.str-el
Condensation of magnons and spinons in a frustrated ladder
受不断增加的实验努力致力于在磁场中的受抑量子磁体的性能,我们提出了一个仔细和详细的理论分析这个问题的一维版本,一个受抑的阶梯与磁化平台在m=1/2。我们表明,即使是纯粹的各向同性海森堡相互作用,磁化曲线表现出一个相当复杂的行为,可以完全占在简单的基本激发。各向异性相互作用的引入(例如,Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用)显着修改的图片,并揭示了整数和分数高原之间的本质区别。特别是,各向异性的相互作用一般在高原之间的区域中打开一个缺口,但我们表明,这个缺口关闭后进入分数高原。所有这些结论,基于分析的论点,支持广泛的密度矩阵重整化群计算。
2006-04-29 cond-mat.str-el
Spin ladders and quantum simulators for Luttinger liquids
磁绝缘体已被证明可用作巡回相互作用量子系统的量子模拟器。特别地,化合物(C $_{5}$ H $_{12}$ N)$_{2}$ CuBr $_{4}$(简称(HPip)$_{2}$ CuBr $_{4}$)被证明是Tomonaga-Luttinger液体(TLL)的显著实现,并且允许定量地测试TLL理论。取代弱地使这类化合物无序,并且因此允许使用它们来解决与TLL中的无序效应有关的问题,例如玻色玻璃的形成。作为在这个方向上的第一步,我们在本文中提出的相关的(HPIP)$_{2}$ CuCl $_{4}$化合物的性质的研究。我们确定的交换耦合和计算的比热的温度和磁场的依赖性,使用有限温度密度矩阵重整化群(DMRG)程序。与零磁场下测得的比热的比较证实了(HPip)$_{2}$ CuCl $_{4}$化合物的交换参数和哈密顿量,给出了开始研究无序效应所需的基础。
2013-08-12 cond-mat.str-el
Two-dimensional coherent spectrum of interacting spinons from matrix-product states
该研究用无限时间演化块抽取方法计算 Ising 梯模型的高阶非线性磁化率,通过二维相干谱中的自旋子回波峰揭示自旋子与极化自旋浴耦合的动力学特征。
2022-09-28 cond-mat.str-el
Symmetric and asymmetric excitations of a strong-leg quantum spin ladder
用中子飞行时间技术研究了强支腿自旋梯(C $_7$ H $_10$ N)$_2$ CuBr $_4$(DIMPY)的零场激发谱.将谱分解为对称部分和非对称部分,并与密度矩阵重整化群方法的理论结果进行了比较。此外,计算出的动力学相关性示出了宽范围的横档和腿耦合比,以指出所产生的激发的演变,例如,从强到弱耦合极限的两个磁振子束缚态。
2013-06-07 cond-mat.str-el
Magnetic field induced bound states in spin-$\frac{1}{2}$ ladders
受最近在自旋梯化合物(C $_5$ H $_{12}$ N)$_2$ CuBr $_4$(BPCB)中用非弹性中子散射观察到的磁场中有趣的模式分裂的启发,我们使用DMRG和分析参数研究了自旋梯激发的性质.从完全受挫的阶梯,我们得到的低能量谱,我们表明,束缚态一般存在接近$k=0$的动力学结构因子的自旋阶梯以上$H_{c 1}$,并且它们的特征在于由一个字段独立的结合能和强度的增长与$H-H_{c 1}$。这些预测表明,定量解释分裂模式中观察到的BPCB。
2020-02-26 cond-mat.str-el
$z=2$ Quantum Critical Dynamics in a Spin Ladder
利用非弹性中子散射方法研究了量子自旋梯化合物(C $_5$ H $_{12}$ N)$_2$ CuBr $_4$(BPCB)在磁场诱导量子临界点附近的有限温度动力学,动力学指数为$z=2$ .我们观察到普遍的有限温度标度的横向局部动态结构因子的壮观的定量协议与长期的理论预测。与此同时,在相当低的温度下,我们已经观察到强烈的非普适纵向波动。为了分离这两者,我们利用自旋梯的固有腿交换对称性。比热的补充测量也揭示了量子临界点附近惊人的标度行为。
2018-12-27 cond-mat.str-el
Direct Observation of Magnon Fractionalization in the Quantum Spin Ladder
用非弹性中子散射方法测量了量子自旋梯材料(C_5H_(12)N)_2CuBr_4的自旋激发谱随外加磁场的变化。离散磁振子模式在低场的量子无序相和在高场的饱和相对比鲜明的自旋连续在中间领域的特征的Luttinger液相。通过调节磁场,我们驱动的磁振子到自旋子的分馏,并在此解除限制制度,观察公度和非公度连续。
2008-12-19 cond-mat.str-el
ESR modes in a Strong-Leg Ladder in the Tomonaga-Luttinger Liquid Phase
用高场电子自旋共振(ESR)谱研究了强支腿量子自旋梯化合物(C $_7$ H $_{10}$ N)$_2$ CuBr $_4$(简称DIMPY)在Tomonaga-Luttinger自旋液相中的磁激发.实验揭示了一个不寻常的非线性频率场依赖的带隙ESR模式的存在。使用分析和精确对角化的方法相结合,我们计算的动力学结构因子,并确定此模式与纵向激励反对称通道。我们认为,这些激发构成了一个指纹的自旋动力学在强腿自旋1/2海森堡反铁磁阶梯和欠其ESR观测到的统一Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。
2016-01-12 cond-mat.str-el
Controlling Luttinger liquid physics in spin ladders under a magnetic field
利用~(14)N核磁共振研究了CuBr_4(C_5 H_(1/2)N)_2(BPCB)晶体的自旋为1/2的弱耦合海森堡反铁磁阶梯结构.将无带隙相中的梯状物作为Luttinger液体处理,我们能够充分解释(i)250 mK下核自旋-晶格弛豫速率1/T_1的磁场依赖性和(ii)由于弱的梯间交换耦合而在110 mK以下发生的向3D有序相的相变。因此,BPCB是一个很好的模型系统,其中的可能性,以连续的方式控制Luttinger液体参数被证明和Luttinger液体模型在整个费米子带详细测试。
2008-09-29 cond-mat.str-el
ESR study of the spin ladder with uniform Dzyaloshinskii-Moria interaction
研究了强支腿自旋梯磁体(C $_7$ H $_{10}$ N $_2$)$_2$ CuBr $_4$(简称DIMPY)在300 ~ 400 mK温度范围内的ESR吸收演化. ESR弛豫的温度依赖性遵循不同弛豫制度之间的交叉的阶梯。我们认为DIMPY的ESR谱线展宽的主要机制是均匀的Dzyaloshinskii-Moria相互作用($|\vec{D}|=0.20$ K),由于DIMPY的低晶体对称性和非平凡的轨道有序性,在铜离子的交换键上存在一个有效的纵向分量.相同的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用导致三重态激发简并度的提升,通过低温下ESR吸收的弱分裂揭示。
2015-07-10 cond-mat.str-el
Wilson ratio of a Tomonaga-Luttinger liquid in a spin-1/2 Heisenberg ladder
用微机械力磁强计测量了强支腿自旋1/2梯形化合物(C $_7$ H $_{10}$ N)$_2$ CuBr $_2$在45 mK以下的磁化强度。低温磁化率随磁场的变化在临界磁场H_c附近出现极大值,此时磁振子能隙消失,这与带隙的一维反铁磁体的结果一致。在H_c以上,磁化强度随温度的变化出现一个明显的极小值,这与理论预言的一致。在这个场区,磁化率与比热数据相结合,得到威尔逊比R_W。结果支持关系式R_W=4K,其中K是Tomonaga-Luttinger-liquid参数。
2012-03-18 cond-mat.str-el
The two-leg t-J ladder: a spin liquid generated by Gutzwiller projection of magnetic bands
两条腿海森堡阶梯的基态被确定为RVB型自旋液体,它是由紧束缚带的Gutzwiller投影产生的,每个元格的通量为π。磁振子和空穴激发的显式试验波函数制定的自旋子和holon。
1998-04-17 cond-mat.str-el
Quantum Monte Carlo studies of spinons in one-dimensional spin systems
在量子多体物理中,观测处于受限态和非受限态的具有分数量子数的粒子是一个有趣且具有挑战性的问题。在这里,我们进一步探讨了一个计算方案[Y。Tang和A. W. Sandvik,Phys. Rev. { \bf 107},157201(2011)]基于量子自旋系统的价键量子蒙特卡罗模拟。使用几种不同的一维模型,我们表征$S=1/2$自旋激发使用的自旋尺寸和限制长度(束缚态的大小)。自旋子在价键固体状态下具有有限的尺寸,在临界区域具有无限的尺寸,并且在Néel状态下变得不确定。我们还验证了自旋子对在这些均匀的自旋链中被解除限制,但在引入交替耦合强度(二聚化)或耦合两个链(形成梯子)的模式后变得受限。在二聚系统中,当限制长度大时,单个自旋子可以很小-这是当强加的二聚作用很弱,但相应均匀链的基态是自发形成的价键固体(自旋子被解除限制)时的情况。基于我们的数值计算结果,我们认为这种情形$λ\ll Λ$与弱排斥短程自旋-自旋相互作用有关。原则上,通过改变模型参数,两种长度尺度都可以从小到无限(使用$λ\le Λ$)单独调谐。在梯形体系中,这两个长度总是相似的,当相应的均匀链处于临界相时,在二聚体系中也是如此。在这些系统中,有效的自旋-自旋相互作用是纯粹吸引的,并且只有一个接近临界的大尺度,这反映在标准自旋关联和自旋特性中。
2016-01-03 cond-mat.str-el
Theoretical study of the spin and charge dynamics of two-leg ladders as probed by resonant inelastic x-ray scattering
共振非弹性X射线散射(RIXS)已成为研究相关材料中元激发的重要工具。在这里,我们提出了一个系统的理论研究的铜L-边缘RIXS光谱的未掺杂和掺杂的铜氧化物两个腿自旋梯在非自旋守恒(NSC)和自旋守恒(SC)的渠道。光谱是丰富的和主机许多外来的激发。在非掺杂的情况下,我们确定了一个三重子和绑定$\textit{triplet}$两个三重子激发强横档耦合限制,以及限制自旋弱横档耦合限制。在掺杂的情况下,我们观察到一个准粒子激发形成的束缚电荷和自旋$\frac{1}{2}$在强横档耦合限制。在SC-通道中,我们还确定了几个新的功能,包括绑定$\textit{singlet}$两个三重子激发和限制自旋在未掺杂的梯子在强和弱横档耦合限制,分别。相反,在掺杂的情况下,SC通道主要探测无隙和有隙电荷激发。最后,我们重新审视了现有的数据为梯形化合物Sr $_{14}$ Cu $_{24}$ O $_{41}$在我们的研究结果的背景下。
2019-04-01 cond-mat.str-el
The spectral function of Mott-insulating Hubbard ladders: From fractionalized excitations to coherent quasi-particles
利用含时密度矩阵重正化群重整化群方法(tDMRG)研究了两支Hubbard阶梯的谱函数。高分辨光谱显示出自旋-电荷分离和散射连续谱的特征,其中束缚态的相干带从散射连续谱中“泄漏”出来.随着腿间跳跃的增加,束缚通道中的连续谱向更高的能量移动,自旋子和holon分支合并成一个单一的相干准粒子带.同时,光谱经历了一个交叉,从一个政权与两个最小值在不相称的$k_x$(莫特绝缘体),一个与一个单一的最小值在$k_x=π$(带绝缘体)。我们确定了存在的散射状态组成的一个三重子和极化子的连续。我们通过研究空穴产生后真实空间中电荷和自旋自由度的时间演化来分析导致准粒子形成的过程。在短时间内,非相干的holon和spinon被发射出来,但是在一个特征时间之后,$τ$电荷和自旋形成相干传播的极化子。
2019-03-19 cond-mat.str-el
Modulation structure of a frustrated spin ladder
我们研究了在基本格元中具有各向同性交换和双二次相互作用的两条腿自旋1/2阶梯。结果表明,对于极端挫折的情况下,系统表现出自组织相分离。在某些参数区域,单重态横档在三重态横档主体中形成Wigner样晶格。在该调制阶段中存在三种类型的基本激励,即,三重态畴中的自旋子,单重态梯级的断裂和类维格纳晶格的变形。本文还讨论了在梯级二聚化阶段外加磁场所引起的磁通相。
1999-11-04 cond-mat.str-el
Spin dynamics of the S=1/2 antiferromagnetic zig-zag ladder with anisotropy
利用精确对角化方法和修正的Lanczos方法,研究了各向异性锯齿形阶梯的纵向和横向自旋激发的有限能量和有限动量谱权.我们发现,自旋激发在相图的不同区域形成了无带隙或带隙自旋子的连续谱。所获得的结果是一致的图片先前提出的,在各向异性的情况下,有一个过渡,从间隙制度到无间隙制度,小链间耦合。在这个制度中,我们发现一个尖锐的低能量峰的结构函数的横向自旋激发,符合有限的刚度。
2002-01-08 cond-mat.str-el
Spinon signatures in the critical phase of the (1,1/2) ferrimagnet in a magnetic field
本文提出了一个有效的理论来研究自旋为1和1/2的量子亚铁磁链在外加磁场中的临界相。借助矩阵积变分法,将系统映射为有效磁场中自旋为1/2的XXZ链,得到了带隙相位下光学磁振子分支的精确描述.最近的有限温度DMRG结果的低温部分的比热很好地描述了本方法,和"弹出“峰,开发附近的临界场值和在中间的临界相,被确定与两个不同的自旋带的贡献的有效自旋1/2链。这种效应在外场中的其他自旋能隙系统中也是可以观察到的,特别是在自旋梯中。
1998-12-18 cond-mat.str-el
Quantum Thermal Hall effect of chiral spinons on a Kagome strip
本文发展了一个具有手征自旋相互作用项的自旋- $\frac{1}{2}$系统的热霍尔系数理论。为此,我们将Kagome带模型化为三腿$XXZ$自旋梯,并利用玻色化导出了该系统中自旋子的低能理论。进一步引入Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用($D$)和可调磁场($B$),我们确定了三种不同的依赖于$B$的量子相:价键晶体(VBC),“金属”自旋液体(MSL)和手性自旋液体(CSL).在条带的顶部边缘和底部边缘之间存在温差$ΔT$的情况下,我们评估沿着条带的净热流$J_h$,并且因此评估霍尔热导率$κ_{xy}$。我们发现,VBC-MSL-CSL转换伴随着一个显着的定性变化的行为的$κ_{xy}$作为一个功能的$B$。特别地,类似于量子霍尔效应,CSL相中的$κ_{xy}$表现出以自旋填充因子$ν_s\propto B/D$的相称值为中心的量化平台。
2019-03-01 cond-mat.str-el
Scaling of temporal correlations in an attractive Tomonaga-Luttinger spin liquid
本文报道了在磁场$H=9$ ~T中的量子自旋梯(C $_{7}$ H $_{10}$ N)$_{2}$ CuBr $_{4}$中的局域动态结构因子的随温度变化的中子散射测量。我们表明,测量的数量有一个缩放形式与期望的Tomonaga-Luttinger液体的吸引力。测量的Luttinger参数$K\approx1.25$和标度函数与密度矩阵重整化群数值计算的自旋哈密顿量非常一致。
2015-01-14 cond-mat.str-el
Spin Bose-Metal and Valence Bond Solid phases in a spin-1/2 model with ring exchanges on a four-leg triangular ladder
利用密度矩阵重整化群和Gutzwiller变分波函数研究了四脚三角梯上自旋为1/2的海森堡加环交换系统.在一个各向同性的晶格制度附近,对于中等到大的环交换,我们发现一个自旋玻色-金属相与自旋费米海组成的三个部分填充带。从三角形走向正方形晶格制度,我们发现一个交错的二聚体相与二聚体在横向方向,而对于小环交换的系统是在一个无特色的横档相。我们还讨论了两个维度的母态和可能的相图。
2011-05-19 cond-mat.str-el
The underscreened Kondo effect in ladder systems
通过将著名的Takhtajan-Babujan S=1链耦合到半满的一维电子气中,引入了一个新的Kondo阶梯模型,并利用量子场论方法求解了该模型.通过所谓的欠屏蔽近藤效应,这给了新的见解低维自旋液体系统。例如,在$k=π$处,尽管处于绝缘态,但光学电导率只显示赝能隙,自旋极化率中的相干磁振子峰与非相干自旋背景共存,磁化强度产生类分数量子化.更一般地说,这个问题属于活跃环境中的Luttinger液体类,这不仅是Kondo物理学的重要主题,也是条纹相或碳纳米管的重要主题。重费米子系统的实验后果进行了讨论。
1999-06-23 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
Topological to magnetically ordered quantum phase transition in antiferromagnetic spin ladders with long-range interactions
本文研究了具有交错长程相互作用的广义量子自旋梯,它的衰减服从指数为$α$的幂律。利用大尺度量子Monte Carlo(QMC)和密度矩阵重整化群(DMRG)模拟,我们证明了该模型经历了由非定域弦序参量表征的梯级二聚体相到对称破缺Néel相的转变.我们发现的证据表明,过渡是第二order.In磁有序阶段,频谱表现出无隙模式,而在有隙阶段的激发是很好地描述在三重子-束缚态的自旋横跨腿。数值计算得到了动量分辨的自旋动力学结构因子,并发现通过跃迁,一个定义明确的三重子带演化为一个无带隙的磁振子色散。我们进一步讨论了在这个模型中解除临界的可能性。
2021-11-24 cond-mat.str-el
Quasiparticle collapsing in an anisotropic $t$-$J$ ladder
准粒子坍缩是强关联电子系统研究的一个中心问题。在一维情况下,准粒子以自旋-电荷分离的形式坍缩已经得到了很好的证实,但是在高于一维的情况下,这个问题仍然是难以捉摸的。利用密度矩阵重整化群(DMRG)算法,我们证明了在各向异性的两足$t$ - $J$阶梯中,注入的单个空穴在强梯级极限下表现为一个定义明确的准粒子,但在量子临界点(QCP)处经历了一个有效质量向各向同性极限发散的“相变“.在跃迁之后,准粒子坍缩成一个自定域电荷(holon)和一个去精细自旋1/2(spinon)的复合体,伴随着两个空穴之间的结合能的大幅增强。进一步得到了多腿梯的相图,它将QCP外推到二维极限。还讨论了适用于任何维度的潜在新机制。
2016-01-05 cond-mat.str-el
Topological to magnetically ordered quantum phase transition in antiferromagnetic spin ladders with long-range interactions
本文研究了具有交错长程相互作用的广义量子自旋梯,它的衰减服从指数为$α$的幂律。利用大尺度量子Monte Carlo(QMC)和密度矩阵重整化群(DMRG)模拟,我们证明了该模型经历了由非定域弦序参量表征的梯级二聚体相到对称破缺Néel相的转变.我们发现的证据表明,过渡是二阶。在磁有序相,光谱表现出无隙模式,而在有隙相的激发很好地描述了在整个腿的三重子-自旋束缚态。数值计算得到了动量分辨的自旋动力学结构因子,并发现了一个定义明确的三体子带,它在跃迁过程中演化为一个无带隙的磁振子色散。我们进一步讨论了在这个模型中解除临界的可能性。
2022-05-19 cond-mat.str-el
Longitudinal and Transverse Zeeman Ladders in the Ising-Like Chain Antiferromagnet BaCo2V2O8
我们探讨的自旋动力学出现的链状化合物反铁磁体BaCo2V2O8的Néel相。我们的非弹性中子散射研究揭示了非常规的离散自旋激发,所谓的塞曼阶梯,理解的自旋约束,由于链间的吸引力的线性潜力。这些激发包括在两个交错的模式系列,分别与横向和纵向偏振。后者没有经典的对应物,并且与削弱弱耦合量子链中有序矩的零点涨落有关。我们的分析表明,BaCo2V2O8,具有适度的伊辛各向异性和相当大的链间相互作用,显着满足观察这些纵向激发所需的条件。
2015-09-11 cond-mat.str-el
$Z_{2}$ order fractionalization, topological phase transition, and odd frequency pairing in an exactly solvable spin-charge ladder
本研究提出精确可解自旋-电荷梯子模型,在平带极限下求解,揭示$Z_{2}$序分数化与拓扑相变,发现关联拓扑超导体相,证实马约拉纳自旋子诱导奇频配对,并从格点规范理论视角展开讨论。
2024-05-14 cond-mat.str-el
Thermal conductivity in the doped two-leg ladder antiferromagnet Sr$_{14-x}$Ca$_{x}$Cu$_{24}$O$_{41}$
在t-J模型内,研究了掺杂双腿梯形材料Sr $_{14-x}$ Ca $_{x}$ Cu $_{24}$ O $_{41}$在低温高压下出现超导性的掺杂区的热输运.热导率$κ_{c}(ω)$的能量依赖性显示出低能峰,而热导率$κ_{c}(T)$的温度依赖性的特征在于宽带。特别是,$κ_{c}(T)$单调增加,在低温$T<0.05J$的温度增加,并在温度范围$0.05J<T<0.1J$是弱的温度依赖性,然后降低的温度$T>0.1J$,在定性与实验一致。我们的结果还表明,虽然缀饰的空穴和自旋都对热导率有贡献,但在Sr $_{14-x}$ Ca $_{x}$ Cu $_{24}$ O $_{41}$中,缀饰的自旋对热导率的贡献占主导地位.
2005-01-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Zeeman Ladders in Frustrated XYZ Spin Chains
Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems(马克斯·普朗克复杂系统物理研究所);University of Geneva(日内瓦大学);ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院);Institut Laue-Langevin(劳厄-朗之万研究所);ISIS Neutron and Muon Source, Rutherford Appleton Laboratory(鲁瑟福阿普尔顿实验室 ISIS 中子与μ子源)
结合Cs₂CoBr₄的非弹性中子散射实验与含时矩阵乘积态数值模拟,研究阻挫XYZ三角自旋-1/2梯子的激发,发现无需强伊辛各向异性即可产生自旋子束缚态,并分析了相关耦合与极化通道的特征。
2026-09-01 cond-mat.str-el
Tuning the confinement potential between spinons in the Ising chain CoNb2O6 using longitudinal fields and quantitative determination of the microscopic Hamiltonian
本研究通过施加磁场调节准一维Ising铁磁体CoNb2O6中spinon间的禁闭势,利用非弹性中子散射观察了从弱到强禁闭的谱演化,并通过全局拟合提出了定量重现所有色散及其场依赖性的微观Hamiltonian。
2023-11-20 cond-mat.str-el
Topological quantum paramagnet in a quantum spin ladder
最近人们发现,有序介质(如声子或自旋子)的玻色子激发可以表现出拓扑非平凡的能带结构。特别令人感兴趣的是量子磁体中的磁振子和三重子激发,因为它们可以很容易地被外加场操纵。在这里,我们研究了S=1/2量子自旋梯中的三重子激发,并表明它们表现出非平凡的拓扑结构,即使在量子无序顺磁相。我们的分析表明,顺磁相实际上是由两个不同的区域与拓扑结构不同的三重子激发。我们证明了这两个区域之间的拓扑转变可以通过外部磁场来调节。的缠绕数,表征的拓扑结构的三倍体推导和评估。通过体-边界对应,我们发现非零缠绕数意味着定域三重子端态的存在。拓扑顺磁相位的实验签名和可能的物理实现进行了讨论。
2018-01-08 cond-mat.str-el
Fractional and Integer Excitations in Quantum Antiferromagnetic Spin 1/2 Ladders
量子反铁磁自旋1/2两腿梯子的光谱密度计算在前所未有的细节。这些结果是由于最佳选择的酉变换实现了一个重大的方法上的进步。该方法是基于着装整数激励。相当大的重量被发现在高能量的两粒子部门。分数自旋物理学的先驱出现意味着没有必要诉诸分数激发,以描述在更高的能量的功能。
2001-09-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dimerization and spin-decoupling in two-leg Heisenberg ladder with frustrated trimer rungs
我们研究的反铁磁自旋半海森堡阶梯中存在一个额外的令人沮丧的梯级自旋的动机和相关的真实的二维材料,如二维三聚体磁体Ba $_4$ Ir $_3$ O $_{10}$的描述。我们研究的零温度相图,在那里我们结合数值和分析方法到一个整体一致的描述。所有的数值模拟也伴随着通过密度矩阵重整化群获得的动力学自旋结构因子的研究。总的来说,我们发现在政权的强横档耦合一个缺口二聚相有关的竞争对称部门在希尔伯特空间,最终导致挫折驱动的自旋佩尔斯转变。在弱梯级耦合区,系统是均匀的,但显示出一个带隙的自旋连续体,以及一个尖锐的相干低能分支,使系统的整体临界。在任何一种情况下,附加的梯级自旋很快就被排除在外,一旦它们与梯子的裸耦合下降到略低于腿的直接海森堡耦合,它们就几乎解耦。
2021-03-16 cond-mat.str-el
Phases from Lightly-Doped Two-Legged Spin Ladders
本文利用包含链间自旋交换和链间跳跃项的t-J模型,对两支腿自旋梯体系进行了解析研究。自旋部分映射到量子sine-Gordon模型通过玻色化方法,充分占相位波动。在一定的掺杂浓度下,Luther-Emery相的自旋能隙演化为均匀梯状的无隙Luttinger液相。当掺杂率增加和/或链间自旋交换和跳跃与链内耦合的比率降低时,发生这种转变。我们还估计了常规电子相退禁闭为自旋子和holon的转变温度。
2000-01-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effects of Zeeman field on a Spin Bose-Metal phase
我们考虑塞曼场效应对两条腿三角形阶梯上的自旋玻色金属(SBM)相的影响。这一相是在具有环交换的自旋1/2模型中发现的[D. N. Sheng et.例如,B { \bf 79},205112(2009)],并且还被提出出现在具有较长范围排斥的相互作用电子模型中[Lai et.例如,B { \bf 81},045105(2010)]。利用玻色化的自旋规范理论,我们研究了SBM相的稳定性及其在外场作用下的性质。我们还探讨了SBM潜在的不稳定性所产生的阶段,在所有情况下,我们发现一个间隙自旋-1的激发,而自旋相关的幂律。我们讨论了这些阶段的二维类似物,其中自旋子可以与自己的物种配对。
2010-09-19 cond-mat.str-el
Orbital control of effective dimensionality: from spin-orbital fractionalization to confinement in the anisotropic ladder system CaCu2O3
电子准粒子分裂成自旋、电荷和轨道部分是一维相互作用电子的基本和特征性质。然而,真实的材料从来不是严格的一维的,并且很难观察到分形现象。本文研究了非一维各向异性梯形材料CaCu_2O_3的自旋和轨道激发。结合高分辨率的共振非弹性X射线散射实验与理论模型计算,我们表明:(i)自旋轨道分馏发生在CaCu 2 O3沿腿方向x通过xz轨道通道在1D系统中;和(ii)没有观察到分馏的xy轨道,在腿和横档方向延伸,相反的1D系统。我们的结论是轨道跳跃的方向性可以选择不同的维度。使用额外的模型计算,我们表明自旋-轨道分离通常比自旋-电荷分离更稳健。这不仅是由于已经提到的通过轨道跳跃实现的选择,而且还由于自旋子比轨道快的事实。
2015-03-05 cond-mat.str-el
Dimensional crossover in half-filled and lightly doped N-leg Hubbard ladders
我们研究了半填充、轻掺杂、弱相互作用的N腿Hubbard梯中从一维到二维的空间交叉。在这种情况下,哈伯德阶梯等效于N带模型。利用重整化群技术,我们发现半满梯形只在交叉能E_{c} \propto exp[-a exp(c N)](a<<1和c \sim 1)以下表现出(在自旋扇区中)奇偶效应,即,在E_{c}以下,相互作用仅发生在带对(j,N+1-j)内[以及对于N个奇数,在带(N+1)/2内],使得偶数腿梯是绝缘自旋液体,而奇数腿梯具有一个无带隙自旋模式。与此相反,以上的能量尺度E_{c},所有的带相互作用,系统是一个2D的(绝缘)反铁磁体,我们得到了一个类似的2D海森堡反铁磁体的哈密顿量的解析表达式。玻色化技术表明,莫特绝缘体在E_{c}之下和之上,与N/2半填充两腿梯的类型相同;因此,电荷扇区在1D和2D中是相同的。掺杂远离半填充,我们发现,增加掺杂的效果是非常相似的,以减少腿N的数量:在这两种情况下,未成对的带之间的相互作用被抑制,反铁磁相关性降低。然后,得到的带对(j,N+1-j)是绝缘的自旋液体,并且当掺杂时,存在自旋间隙,但是相位相干性仅存在于费米动量对(k_{Fj},pi- k_{Fj})和(pi- k_{Fj},k_{Fj})内。在更高的掺杂水平delta_{c} = delta_{c}(N)时,所有能带之间的相位相干性开始,并且系统变成2D类d波超导体(delt…
2001-09-14 cond-mat.str-el