Effective Quantum Dimer Model for the Kagome Heisenberg Antiferromagnet: Nearby Quantum Critical Point and Hidden Degeneracy
用量子二聚体模型描述了Kagome晶格上量子海森堡反铁磁体的低能单重态动力学。使用先进的数值工具,后者显示出价键晶体顺序与一个大的36位的单位晶胞和隐藏的偶,奇宇称之间的简并。给出的证据表明,该基态位于附近的$\mathbb{Z}_2$二聚体液体区域由量子临界点分开。讨论了数值分析和实验的影响。
2010-02-14 cond-mat.str-el
Bond-Operator Mean Field Theory for the Bilayer Heisenberg Model
本文建立了正方形格子S=1/2双层海森堡模型的键算符平均场方程,并进行了数值求解。在零场临界点和场诱导跃迁附近,与T=0和有限温度强耦合展开进行了比较。平均场论表明,场致跃迁的量子临界区被限制在比人们根据强耦合展开或其他数值研究得出的结论低得多的温度。
1998-10-26 cond-mat.str-el
Single hole dynamics in the Kondo Necklace and Bilayer Heisenberg models on a square lattice
我们研究了双层海森堡和近藤项链模型中的单空穴动力学。这些模型表现出磁有序-无序量子相变作为层间耦合J_perp的函数。在无序相的强耦合下,两个模型都具有单空穴色散关系,带最大值在p =(π,π)处,有效质量在该p点处,其标度为跳跃矩阵元素t。在Kondo Necklace模型中,我们证明了在p =(π,π)处的有效质量对于所有考虑的J_perp值都是有限的,使得色散关系的强耦合特征从弱耦合到强耦合都是明显的.相反,在双层海森堡模型中,有效质量在J_perp的有限值处发散。这种有效质量的发散与磁量子相变无关,并且在弱耦合下,色散关系映射到平面反铁磁体中单个空穴的色散关系,其能带最大值为p =(π/2,π/2)。我们同样研究了准粒子剩余在磁量子相变附近的行为,无论是移动和静态空穴。与解析方法相比,我们的数值结果并不明确地支持静态空穴的准粒子残余在临界点附近消失的事实。上述结果是用循环算法的广义版本获得的,以包括晶格尺寸高达20 X 20的单孔动力学。
2006-05-16 cond-mat.str-el
Electronic structure and magnetic properties of the spin-1/2 Heisenberg system CuSe2O5
基于实验和理论研究的结果,建立了自旋为1/2的Heisenberg链状化合物CuSe_2 O_5的微观磁性模型。磁化率和比热数据给出了准一维磁性与领先的反铁磁(AFM)耦合和AFM订购温度为17 K的证据。对于微观洞察力,在局域密度近似(LDA)内进行全电位DFT计算。利用所得到的能带结构,得到了一组一致的有效的单能带紧束缚模型的转移积分。电子关联处理的平均场水平从LDA(LSDA+U方法)和模型水平(哈伯德模型)。在极好的协议的实验和理论,我们发现,只有两个耦合在CuSe 2 O 5是相关的:最近邻链内相互作用的165 K和非阻挫链间耦合的20 K。从结构上相关的系统(Sr 2Cu(PO 4)2,Bi 2CuO 4)的比较,一般的影响,在链间挫折的存在下的磁有序。
2009-07-28 cond-mat.str-el
Unconventional pairing and electronic dimerization instabilities in the doped Kitaev-Heisenberg model
研究了蜂窝晶格上$t -J_{\mathrm{K}} - J_{\mathrm{H}}$ Kitaev-Heisenberg哈密顿量作为掺杂自旋轨道Mott绝缘体的最小模型的量子多体不稳定性。该自旋- $1/2$模型被认为描述了层状过渡金属氧化物Na $_2$ IrO $_3$的磁性。我们从关联费米子系统的泛函重整化群(fRG)确定了有限载流子密度系统的基态。为此,我们推导出fRG流方程适应缺乏完整的自旋旋转不变性的费米子相互作用,在这里表示的高度沮丧和各向异性Kitaev交换项。此外,采用一组沃德恒等式的Kitaev-海森堡模型,流动方程的数值解表明,丰富的相图出现在掺杂电荷载流子到基态流形($\mathbb{Z}_2$量子自旋液体和磁有序相)。我们证实了超导三重态$p$波不稳定性驱动的铁磁交换和各种单重态配对阶段。为了填充$δ> 1/4$,$p$波配对产生具有受保护的马约拉纳边模的拓扑状态。对于反铁磁Kitaev和铁磁海森堡交换,我们得到键序不稳定性在范霍夫填充支持嵌套和密度的状态增强,产生二聚模式的蜂窝晶格上的电子自由度。此外,我们的流量方程适用于更广泛的一类模型哈密顿。
2014-10-09 cond-mat.str-el
Electronic and magnetic properties of K$_{2}$CuP$_{2}$O$_{7}$ - a model S=1/2 Heisenberg chain system
通过磁化率、比热和$^{31}$ P核磁共振(NMR)测量以及LDA能带结构计算,研究了KPDMATHABMM CuP $_{2}$ O $_{7}$的电子和磁性.用最近邻交换的反铁磁链模型$S=1/2$ Heisenberg反铁磁链模型$\simeq $ $(141\pm 5)$ K. LDA衍生的紧密结合模型的相应映射导致$J_{1}^{LDA}$ $\simeq$ 196 K。自旋晶格弛豫速率$1/T_{1}$随温度低于300 K而降低,但在30 K和2 K之间变得几乎与温度无关,如理论上预期的$S = {1/2}$ HAF链。没有任何研究的性质给出任何证据的长程磁序高于2K,在协议的能带结构计算的结果,这产生非常弱的交换到下一个最近的邻居(NNN)和一个非常小的和受挫的链间交换。因此,K $_{2}$ CuP $_{2}$ O $_{7}$似乎比迄今报道的化合物更好地实现了最近邻$S = {1/2}$ HAF链。
2008-04-08 cond-mat.str-el
Spontaneous dimer order, excitation spectrum, and quantum phase transitions in the J1-J2 Heisenberg model
本文综述了近年来有关二维受抑Heisenberg反铁磁体的基态性质和激发谱的一些新的研究结果。自发二聚体秩序是存在于量子无序相的这个模型。我们研究的稳定性和分析的光谱结构,包括两个粒子的单重态激发分支整个无序相,以及在附近的Neel临界点。给出了二聚体序参量的变化,并指出在临界点附近,序参量的变化反映了低能单重束缚态的存在。
1999-12-14 cond-mat.str-el
Electronic structure of the two-dimensional Heisenberg antiferromagnet VOCl: a multi-orbital Mott insulator
利用光电子能谱和包含局域库仑排斥的密度泛函理论研究了二维Heisenberg反铁磁体VOCl的电子结构。从计算的交换积分和观察到的能量分散,我们认为,一维的磁性和电子性质的程度显着降低相比,同构化合物TiOCl和TiOBr。此外,我们的分析提供了确凿的理由,VOCl分类为多轨道莫特绝缘体。与钛基化合物相比,密度泛函理论能更好地描述其电子结构。然而,低能量的功能和详细的线条形状的定量帐户需要进一步的调查,包括动力学和空间相关性。
2009-09-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetocaloric effect in the spin-1/2 Ising-Heisenberg diamond chain with the four-spin interaction
利用广义装饰迭代映射变换和转移矩阵技术研究了具有Ising四自旋相互作用的对称自旋1/2 Ising-Heisenberg金刚石链的磁热效应.精确计算了与磁热效应密切相关的熵和Gruneisen参数,比较了绝热退磁过程中不同场致基态相变附近系统的冷却能力.
2014-03-19 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Energy dynamics in the Heisenberg-Kitaev chain
我们研究海森伯-基塔耶夫链,以揭示在一维热输运物理学中两个性质不同的可积点之间的相互作用。我们以高温为重点,使用线性响应理论中的分析和数值方法,探索参数空间中的几个方向,包括交换耦合比、各向异性和外部磁场。我们表明,纯粹的弹道能量传输的出现在所有可积点,表现在显着的德鲁德重量和低频抑制常规电导率的贡献。此外,关闭可积性,我们发现扩展的量子混沌区域与消失的德鲁德权重和定义良好的直流电导率。在附近的Kitaev点,我们观察到清晰的签名的拓扑间隙的响应函数。这个缺口与Kitaev链中的非零Drude权重共存。
2016-06-06 cond-mat.str-el
Spin polaron in the J1-J2 Heisenberg model
我们研究了受挫J1-J2海森堡模型中自旋极化子图像的有效性。为了这个目的,我们已经计算了这个模型的Neel,共线和无序相的空穴谱函数,通过自洽玻恩近似和Lanczos精确对角化有限大小的集群。我们已经发现,自旋极化子准粒子激发总是很好地定义为磁有序的Neel和共线相,即使在附近的磁量子临界点,局部磁化消失。作为一个普遍的特征,阻挫的作用是增加构成自旋极化子波函数的多磁振子态的振幅,导致准粒子相干性的降低。基于Lanczos的结果,我们讨论了无序相自旋极化子图像的有效性。
2007-10-30 cond-mat.str-el
Electronic structure of spin 1/2 Heisenberg antiferromagnetic systems: Ba_2Cu(PO_4)_2 and Sr_2Cu(PO_4)_2
采用第一性原理计算研究了低维磷酸盐Ba_2Cu(PO_4)_2和Sr_2Cu(PO_4)_2的电子结构和磁性.本文用自洽紧束缚线性Muffin-tin轨道方法和N阶Muffin-tin轨道方法计算了两种化合物中磁性离子Cu ~(2+)之间的各种链内和链间跳跃参数。我们发现最近邻的链内跳跃t是主要的相互作用,这表明化合物确实是一维的。通过对能带色散、轨道投影能带结构和跃迁参数的分析,证实了Cu ~(2+)-Cu ~(2+)超-超交换作用是沿晶体学b方向进行的,并以O-P-O为中介。我们还详细分析了这些系统的短程交换作用的起源。我们对Sr_2Cu(PO_4)_2与Ba_2Cu(PO_4)_2交换作用的比值的从头计算估计与已有的实验结果进行了很好的比较。
2007-09-14 cond-mat.str-el
Magnetic phases of the mixed-spin $J_1-J_2$ Heisenberg model on a square lattice
利用自旋波分析、耦合集团方法和Lanczos精确对角化技术研究了正方晶格上混合自旋($S_1>S_2$)$J_1-J_2$海森堡模型的零温相图和低能激发.作为阻挫参数$J_2/J_1$($ >0$)的函数,相图呈现出量子化亚铁磁相、倾斜自旋相和混合自旋共线相。所提出的结果指向一个强大的无序效应的挫折和量子自旋涨落附近的经典自旋翻转过渡。在极端量子系统$(S_1,S_2)=(1,{1/2})$中,我们发现在$0.46< J_2/J_1<0.5$区域存在一个新的量子自旋态
2002-07-10 cond-mat.str-el
Quantum Griffiths effects in itinerant Heisenberg magnets
研究了具有海森堡自旋对称性的巡游磁体中淬火无序对量子相变的影响,特别注意了罕见的无序涨落。在伊辛的情况下,过阻尼抑制隧道的稀有区域,海森堡系统显示出强大的幂律量子格里菲斯奇点附近的量子临界点。我们讨论这些现象的基础上一般的标度参数,我们说明了它们的显式计算O(N)自旋对称性在大N极限。我们还讨论了广泛的影响,在存在淬火无序的量子相变的分类。
2005-07-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Low-energy singlet excitations in spin- 1/2 Heisenberg antiferromagnet on square lattice
本文提出了一种基于二聚体展开的方法来描述简单正方晶格上自旋- $\frac12$海森堡反铁磁体中的低能单重态激发。构造了一个算子(“有效哈密顿量”),其本征值给出了单光子谱。“有效哈密顿量”类似于自旋- $\frac12$磁体在强外磁场中的哈密顿量,具有带隙谱。结果表明,在整个布里渊区中,除了在$(π,0)$点附近,单重态的能量略小于三重态(磁振子)的能量外,单重态都位于三重态(磁振子)之上。基于这一发现,我们认为在$(π,0)$附近有一个磁振子可能衰变为另一个磁振子和一个单振子,这可能导致$(π,0)$附近磁振子谱的下降,并减少磁振子寿命。指出单子-磁振子连续谱可能对最近在$(π,0)$附近观测到的连续激发有贡献。
2015-10-01 cond-mat.str-el
The vicinity of hyper-honeycomb $β$-Li2IrO3 to a three-dimensional Kitaev spin liquid state
由于大量的自旋-轨道耦合和相关效应的组合,氧化铱在寻找物质的新量子态中占据突出的位置,包括,例如,Kitaev自旋液体和拓扑Weyl态。在这方面,我们建立了最近合成的超蜂窝状铱酸盐$β$ -Li 2 IrO 3的承诺。详细的理论分析揭示了大的铁磁第一邻居Kitaev相互作用的存在下,而第二邻居反铁磁海森堡交换驱动器的基态从铁到锯齿通过一个三维Kitaev自旋液体和一个无公度相。实验将系统置于后一种状态,但Kitaev自旋液体非常接近,并且可以通过稍微修改第二和第一相邻耦合之间的比率来达到,例如通过应变。
2016-03-13 cond-mat.str-el
Investigation of frustrated and dimerized classical Heisenberg chains
我们考虑了一维二聚受抑反铁磁(铁磁)海森堡模型,模型具有任意自旋$S$ .用LK团簇法确定了零温下的精确经典磁相图。聚类结果表明,该模型的经典基态相图非常丰富,包括一级和二级相变。在没有二聚化的情况下,在临界阻挫$α_c=\pm 0.25$处,在反铁磁(铁磁)和螺旋相之间发生二级相变。在临界点$α_c$附近,螺旋序参量的精确经典临界指数为1/2。在二聚链($δ\neq0$)的情况下,螺旋序显示稳定性,并存在于基态相图的某些部分。在基态相图中发现了两条一级临界线。这些临界线将反铁磁相与螺旋相分开。
2015-01-23 cond-mat.str-el
Temperature dependence of the $(π,0)$ anomaly in the excitation spectrum of the 2D quantum Heisenberg antiferromagnet
在低温极限下,二维正方晶格量子海森堡反铁磁体(2DQHAFSL)在带边界上的短波长处的光谱显示出异常。在$(π,0)$点附近,单磁振子响应中的极点表现出向下的色散,被严重阻尼和衰减,让位于向高能量延伸的各向同性连续激发。异常的起源和连续统的存在是当前的理论兴趣,建议集中在后者证明了二维系统中自旋子的存在。在这里,我们提出的金属有机化合物Cu(DCOO)$_2\cdot 4$ D $_2$ O(CFTD),一个很好的物理实现的2DQHAFSL,旨在调查如何在$(π,0)$异常演变到有限的温度$T/J\sim2/3$的中子非弹性散射实验和量子蒙特卡罗计算的结果。我们的数据表明,在变暖的异常生存的损失,远程,三维秩序,因此是一个强大的功能的二维系统。随着温度的进一步升高,带边界响应逐渐变软和变宽,消除了$(π,0)$异常。这是证实了我们的数据与有限温度量子蒙特卡罗模拟的结果比较,两者被发现是在良好的一致性。在较低的能量,在附近的反铁磁区中心,有没有显着软化的磁激发在调查的温度范围内。
2019-12-03 cond-mat.str-el
State Space Geometry of the Spin-1 Antiferromagnetic Heisenberg Chain
本文利用平均量子费舍尔信息密度研究自旋-1反铁磁海森堡链的相图,将态空间曲率与真正多体纠缠联系起来,揭示量子临界点和SPT相具有大曲率,并发现单轴各向异性增强SPT相纠缠而均匀磁场不减弱纠缠。
2023-04-24 cond-mat.str-el
The anisotropic Heisenberg model in a transverse magnetic field
研究了横向磁场中一维自旋1/2 $XXZ$模型.结果表明,场在具有易平面各向异性的模型的谱中诱导出能隙。利用共形不变性,求出了小场下带隙的场依赖性,得到了带隙的基态相图。它包含四个阶段与不同类型的长程序(LRO)和一个无序。这些阶段由临界线分开,在临界线处,间隙和长程序消失。利用标度估计和平均场方法以及在所有临界线附近的数值计算,我们发现的间隙和LRO的临界指数。结果表明,有序相和无序相之间的过渡线属于横向伊辛模型的普适类。
2002-04-27 cond-mat.str-el
Thermal Hall conductivity near field-suppressed magnetic order in a Kitaev-Heisenberg model
本文利用张量网络方法研究 Kitaev-Heisenberg 模型在场抑制磁序附近的热霍尔电导率,发现半量子化效应是微调结果,并非源于 Ising 拓扑序。
2023-06-24 cond-mat.str-el
Possible chiral spin liquid state in the $S=1/2$ kagome Heisenberg model
针对$S=1/2$笼目海森堡反铁磁体基态本质不明的问题,结合密度矩阵重整化群方法与解析分析,给出其基态可能为手性自旋液体的数值证据,表征了基态特征并探明了附近的相图。
2023-12-12 cond-mat.str-el
Electronic Structure of La2-xSrxCuO4 in the Vicinity of the Superconductor-Insulator Transition
报道了La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$(LSCO)从最佳掺杂超导体($x=0.15$)到反铁磁绝缘体($x=0$)的角分辨光电子能谱(ARPES)研究结果.在超导体-绝缘体转变(SIT)附近的$x\sim 0.05$,光谱权重转移与两个共存的组件之间的空穴掺杂,表明掺杂空穴分布的微观不均匀性。对于欠掺杂的LSCO($x\leq 0.12$),与Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+y}$不同,在$(0,0)-(π,π)$方向上穿过费米能级的色散带变得不可见。这些观察结果可能与绝缘体中的空穴演变成超导体中的波动条纹相一致。
2000-05-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Low-temperature thermodynamics of spin-1/2 orthogonal-dimer chain with Ising and Heisenberg interactions
我们考虑了自旋为1/2的量子正交二聚体链的一个精确可解形式,该链具有海森堡二聚体内耦合和伊辛二聚体间耦合。所研究的量子自旋系统在零温下在饱和磁化强度的1/4和1/2处呈现分数平台,并且在磁化强度跳跃的临界场处具有高度简并的基态。我们研究了低温比热与场的关系。晶格气体描述是在临界场附近制定的,以解释低温比热行为。
2013-07-03 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Supersolid phase and magnetization plateaus observed in anisotropic spin-3/2 Heisenberg model on bipartite lattices
我们研究了自旋为3/2的海森堡模型,包括一维和二维的易平面和交换各向异性。在伊辛极限下,当非对角交换相互作用J为零时,磁场中的相图的特征在于磁化平台,该磁化平台要么是非线性不变的,要么具有两个子晶格顺序,具有宏观简并的相边界。使用现场因式分解的变分波函数和微扰扩展周围的伊辛极限,我们发现,超流和超固相之间的平台出现小的有限值J.变分方法是补充的密度矩阵重整化群研究的一维链和精确的对角化计算的小集群的正方形晶格。所研究的模型可以作为层状Ba 2CoGe 2 O 7材料化合物的极小模型,并且我们相信,在模型参数空间中的均匀1/3平台附近可以被观察到作为测量的磁化曲线中的异常。
2011-09-19 cond-mat.str-el
A new view of the electronic structure of the spin-Peierls compound alpha'-NaV2O5
目前对$α'$ -NaV $_2$ O $_5$的电子和磁性的理解是基于强电荷反质子化为V $^{4+}$和V $^{5+}$的假设,这被假定会导致自旋为1/2的海森堡链系统。然而,最近的结构分析表明,V-离子是在一个混合的价态和indiguishable。我们提出了一个解释的绝缘状态,这是不是基于电荷调制,并表明,强相关性与海特勒-伦敦字符的相关中间状态自然会导致反铁磁海森堡链。链间耦合是弱的和挫折,其影响的均匀磁化率被发现是小的。
1998-01-29 cond-mat.str-el
Bond disorder in extended Heisenberg-Kitaev models: Spin textures and in-gap states in the high-field regime
该研究结合T矩阵和实空间自旋波方法,在半经典极限下探究了与α-RuCl₃相关的扩展海森堡- Kitaev模型中键无序的影响,揭示了高场区域无序诱导的自旋织构、带隙内态及杂质带形成等现象,并关联了实验数据。
2024-11-26 cond-mat.str-el
Properties of the spin liquid phase in the vicinity of the Néel - Spin-Spiral Lifshitz transition in frustrated magnets
30年前,Ioffe和Larkin指出了形成带隙自旋液体的一般机制。当经典二维受抑海森堡磁体经历共线Néel相和自旋螺旋相之间的Lifshitz转变时,量子效应通常导致夹在Néel相和自旋螺旋相之间的自旋液相的发展.本文利用场论方法研究了这种普遍自旋液相的性质。我们研究了利弗希茨点附近的相图,并计算了临界点的位置,激发光谱和自旋-自旋关联函数。我们认为在二维Lifshitz点(LP)附近的自旋液体类似于整数自旋一维链中的带隙的Halfenstein相。我们还考虑了一个具体的例子,一个挫折系统的螺旋Néel LP,$J_1-J_3$反铁磁体的正方形晶格上,表现出自旋液体的行为。我们提出了这个模型的数值级数展开计算和比较的计算结果与发达的场论的预测。
2018-04-12 cond-mat.str-el
Adiabatic spin dynamics and effective exchange interactions from constrained tight-binding electronic structure theory: Beyond the Heisenberg regime
我们考虑在紧束缚描述的电子结构的绝热自旋动力学方法的实施。自旋自由度的绝热近似假设较快的电子自由度总是处于准平衡态,这与全电子动力学相比显著降低了数值复杂性。非共线磁结构通过约束场来稳定,这允许从约束场的负值直接获得有效磁场。虽然动力学被证明是保存能量,我们证明,绝热自旋动力学不保存的总自旋角动量时,允许改变的磁矩的长度,这是由数值模拟证实。此外,我们开发了一种方法来提取一个有效的双自旋交换相互作用的非共线态的能量曲率张量,我们计算在每个时间步的数值模拟。我们证明了这种有效的交换和限制,由于在强烈的非共线配置海森堡模型是有效的政权以外的多自旋相互作用的非共线的效果。的相关性的结果进行了讨论,相对于实验泵探测实验,遵循超快动力学的磁性。
2022-06-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic self-energy and triplet pairing fluctuations in the vicinity of a ferromagnetic instability in 2D systems: the quasistatic approach
本文用准静态方法研究了具有强铁磁涨落的二维系统的自能、谱函数和磁化率。在费米能级附近的能窗w<Delta中,低温T下的自能具有非费米液体形式,其中Delta是磁有序基态的基态自旋分裂,并且Delta ~ T^(1/2)ln^(1/2)(vF/T)在量子临界区(vF是费米速度)。谱函数在磁有序基态以上的有限T处具有双峰结构,这意味着在强铁磁涨落的存在下,费米面在顺磁相中准分裂。准静态近似中的三重态配对振幅随关联长度的增加而增加;在低温T<<Delta下,顶点修正变得重要,Eliashberg方法是不合理的。在足够大的关联长度xi>>(T/vF)^(-1/3)时,得到了电荷(自旋)不稳定性附近量子临界区的光谱性质和极化率.
2005-04-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Renormalization group method for weakly-coupled quantum chains: application to the spin one-half Heisenberg model
利用Kato-Bloch微扰理论,提出了一种求解强各向异性二维系统的密度矩阵重整化群方法。用这种方法研究了横向耦合$J_{\perp}$和$J_{d}$(沿对角线)弱耦合的海森堡链.一个广泛的比较的重整化群和量子Monte Carlo结果的参数,其中模拟由后者的方法是可能的,显示了非常好的协议之间的两种方法。通过对基态能量和自旋-自旋关联函数的分析,发现两个有序磁态之间存在着跃迁。当为$J_{d}/J_{\perp} \alt 0.5$时,基态显示Néel顺序。当$J_{d}/J_{\perp} \agt 0.5$时,共线磁性基态变得稳定,其中链间自旋相关是铁磁性的。在转变点$J_{d}/J_{\perp} \approx 0.5$附近,基态是无序的。但是,这种无序的基态的性质还不清楚。虽然数值数据似乎表明链是断开的,但不能排除被有限尺寸效应隐藏的真正无序二维状态的可能性。
2004-03-16 cond-mat.str-el
Magnetic reordering in the vicinity of a ferromagnetic/antiferromagnetic interface
研究了铁磁体和反铁磁体界面附近的磁排列,特别是它与交换耦合和温度的关系。应用海森堡模型,sc(001)和fcc(001)晶格被认为是和解决的平均场近似。根据参数值的不同,出现了各种不同的磁配置。通常,具有较大有序温度的子系统将磁有序诱导到另一个子系统中(磁邻近效应)。随着温度的升高,磁子晶格的重取向。对于耦合sc(001)系统,FM和AFM薄膜都受到共线磁序的干扰,因此表现出类似的行为。这种对称性对于面心立方(001)膜是不存在的,在某些情况下,面心立方(001)膜可能表现出两个不同的临界温度。简单的双层系统的分析结果。
2005-07-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-1/2 $XXZ$ Heisenberg cupolae: magnetization process and related enhanced magnetocaloric effect
利用精确数值对角化方法,研究了反铁磁自旋为1/2 $XXZ$的Heisenberg团簇在不同交换各向异性值下绝热退磁过程中的磁化曲线和磁热效应.结果表明,自旋为1/2的$XXZ$ Heisenberg冲天炉与Ising冲天炉相比,至少多了一个磁化平台.该新颖的磁化平台在更宽的磁场范围上延伸,其中$XXZ$交换耦合的量子部分增加,以限制伊辛情况下存在的原始平台为代价。结果表明,自旋为1/2的$XXZ$-海森堡三角形和五角形圆顶在零磁场附近表现出增强的磁热效应,这使得这些磁性系统成为极有希望的零温制冷剂.
2021-01-18 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Dynamical structure factors and excitation modes of the bilayer Heisenberg model
利用量子蒙特卡罗模拟,结合高阶自旋波理论、键算符和强耦合展开,分析了正方晶格双层膜上自旋半海森堡模型的动力学自旋结构因子.我们确定了不同的贡献,从低能量戈德斯通模式的磁有序相和量子无序相的带隙的三重子模式。在反对称(相对于层反转)通道中,动态自旋结构因子表现出跨越量子相变的光谱特征的连续演化,连接两种类型的模式。相反,在对称通道中,我们发现从有序到无序相移动时,谱权重耗尽。虽然动态自旋结构因子没有表现出明确的独特贡献的振幅(或希格斯)模式在有序相,我们确定了一个唯一的边际阻尼振幅模式的动态单态结构因子,从层间键相关性,在附近的量子临界点。这些发现提供了定量信息,直接关系到可能的中子或光散射实验在一个基本的二维量子临界自旋系统。
2015-08-31 cond-mat.str-el
Spinon and bound state excitation "light cones" in Heisenberg XXZ Chains
我们研究了局部淬火后的平衡动力学,连接两个自旋1/2 XXZ链准备在基态的哈密顿量在不同的阶段,一个在铁磁相和其他在临界相。我们利用自适应含时密度矩阵重整化群分析了在位磁化强度和两体纠缠熵随时间的演化。在具有短程相互作用的系统中,例如我们所考虑的系统,信息传递的速度预计是有界的,从而产生光锥效应。有趣的是,我们的研究结果表明,当临界链的各向异性参数是足够接近的各向同性铁磁体,光锥是由自旋波束缚态的传播速度比单粒子(“自旋”)激发。此外,我们研究了系统如何接近平衡的非均匀基态的连接系统,其中的铁磁链诱导非零磁化的临界链附近的接口。
2016-12-23 cond-mat.str-el
The role of q-spin singlet pairs of physical spins in the dynamical properties of the spin-1/2 Heisenberg-Ising XXZ chain
动力学关联函数包含了关联自旋模型的重要物理信息。本文将适用于各向同性自旋1/2海森堡链在纵向磁场中的动力学理论推广到各向异性大于1的情况。本文研究了自旋为1/2的Heisenberg-Ising链的自旋动力学结构因子分量+-,-+和zz在纵向磁场中的尖峰附近的线形。为了达到这一目标,阐明了特定类型的基本磁位形的性质:它们是物理自旋为1/2的单重q自旋对。我们推导出解析表达式的动态结构因子组件+-,-+和zz有效的尖峰线附近的线形。那些主要位于和刚刚高于连续性的较低阈值,与只有未绑定的q自旋单线态对的实快度状态和由这种未绑定的对和单个2弦或单个3弦填充的实和复快度状态相关联。后者分别含有2个和3个束缚q自旋单重态对。我们的结果提供了物理上有趣的和重要的信息,微观过程,确定非微扰自旋1/2海森堡-伊辛链的动力学性质的纵向磁场。
2021-11-25 cond-mat.str-el
Spin-stiffness of anisotropic Heisenberg model on square lattice and possible mechanism for pinning of the electronic liquid crystal direction in YBCO
利用级数展开和自旋波理论计算了具有各向异性耦合$J_x,J_y$的正方晶格上海森堡模型的自旋刚度各向异性$ρ_{sx}/ρ_{sy}$。我们发现,对于弱各向异性自旋半模型($J_x\approx J_y$),$ρ_{sx}/ρ_{sy}$偏离朴素估计$ρ_{sx}/ρ_{sy} \approx J_x/J_y$。我们认为,这种偏差可以负责钉扎的电子液晶方向,最近在YBCO中发现的一种新的效果。为了完整性,我们还研究了自旋半和自旋一模型的任意各向异性$J_x/J_y$的自旋刚度。在$J_y/J_x\to 0$的极限下,当模型简化为弱耦合链时,两者表现出明显不同的行为。在自旋一模型中,沿着链的刚度变为零,这意味着Haldane间隙相的开始,而对于自旋一半,沿着链的刚度从$J_y/J_x=1$的$0.18 J_x$的值单调增加到$J_y/J_x\to 0$的$0.25 J_x$。自旋波理论对于自旋1是非常精确的,但对于自旋1的情况,可能由于拓扑项的出现而失效。
2008-04-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Competing Paramagnetic Phases in the Maple-Leaf Heisenberg Antiferromagnet
Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems(马克斯·普朗克复杂系统物理研究所);Indian Institute of Technology Madras(马德拉斯理工学院)
研究揭示了枫叶反铁磁Heisenberg模型中多种铁磁相的竞争,发现自旋液体可能在接近各向同性点的参数区域出现。
2026-01-21 cond-mat.str-el
Heisenberg and anisotropic exchange interactions in magnetic materials with correlated electronic structure and significant spin-orbit coupling
Dzyaloshinskiii-Moriya(DM)相互作用以及对称各向异性交换是用于稳定拓扑非平凡磁性纹理的重要成分,例如,skyrmions,merons和hopfions。这些类型的纹理是目前的焦点,从基础科学的角度来看,他们也在未来的自旋电子信息技术的背景下进行了讨论。虽然海森伯交换相互作用的理论理解是发达的,它仍然是一个挑战,从第一原理理论,DM相互作用以及对称各向异性交换,这两者都需要一个完全相对论处理的电子结构,在磁性系统中,大量的电子-电子相关存在。在这里,我们提出了一个理论框架,允许计算这些相互作用在任何给定的系统,并证明其性能为几个选定的情况下,散装和低维系统的结果。我们讨论了几个典型的情况,包括体系统CoPt和FePt,B20化合物MnSi和FeGe以及低维过渡金属双层膜Co/Pt(111)和Mn/W(001)。在自旋极化$T$ -矩阵+涨落交换(SPTF)近似的水平上,利用动力学平均场论分析了电子-电子关联的影响,讨论了各向同性(Heisenberg)和各向异性(DM)相互作用的强度和性质与电子结构的关系.我们的方法可以与更先进的技术相结合,用于处理相关性,例如,动力学平均场论杂质解的量子蒙特卡罗和精确对角化方法。我们发现,DM相互作用的相关性引起的变化可以是相当显着的,在最独特的情况下,高达五倍的修改。
2021-05-24 cond-mat.other cond-mat.str-el
Finite-temperature order-disorder phase transition in a frustrated bilayer quantum Heisenberg antiferromagnet in strong magnetic fields
研究了低温下饱和磁场附近受抑双层量子海森堡反铁磁体的热力学性质。自旋模型的低能自由度映射到正方形晶格上的硬正方形气体上。我们使用有限自旋系统的精确对角化数据来检验这种描述的有效性。本文用经典的蒙特卡罗方法对自旋模型在饱和场附近的低温热力学性质进行了定量描述。所考虑的二维海森堡反铁磁体的主要特性与正方形晶格上的硬正方形模型的相变有关,它属于二维伊辛模型普适类。它表现在一个对数(低)温度奇异性的比热自旋系统观察到的磁场低于饱和场。
2006-06-30 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Thermal Critical Points and Quantum Critical End Point in the Frustrated Bilayer Heisenberg Antiferromagnet
我们考虑了$S = 1/2$受抑海森堡双层的有限温度相图。虽然这个二维系统可能只在零温度下显示磁序,我们证明了存在一个有限温度的临界点线的二聚体单线态和三线态制度之间的一阶跃迁线。我们表明,高精度的量子蒙特卡罗模拟,这是无符号的完全挫折限制,这个临界点是在伊辛普适性类。在零温度下,有序双层和二聚体单重态之间的连续跃迁终止于一阶线,给出了量子临界终点,我们使用张量网络计算来跟踪其附近的一阶不连续性。
2018-09-19 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Weakly damped bosons and precursor gap in the vicinity of an antiferromagnetic metallic transition
本文研究反铁磁量子临界点附近金属的电子谱函数,发现热点处存在先驱能隙特征,但所需参数比可能不适用于实验,且低频下谱函数呈ω^{-1/2}奇异性,并通过蒙特卡罗模拟验证。
2023-04-25 cond-mat.str-el
Phase Separation in the Vicinity of Fermi Surface Hot Spots
空间不均匀的电子态被认为是承载电荷密度波(CDW)的量子材料中超导相出现的关键因素。原型材料是过渡金属二硫属化物(TMDC),其中,1 $T$ $_2$在Cu嵌入、压力或电选通下表现出交织的CDW和超导状态。虽然最近有人提出超导性的出现与CDW涨落和CDW序中空间不均匀性的发展有关,但这种相分离(PS)的基本机制仍然缺失。使用角分辨光电子能谱和变温扫描隧道显微镜,我们报告的CDW在1 $T$ -TiSe $_2$作为Ti自掺杂,一个被忽视的自由度诱导CDW织构的函数的相图。我们发现一个内在的趋势,电子PS附近的费米表面(FS)的“热点”,即位置与带交叉接近,但不是在费米能级。因此,我们证明了FS拓扑结构和空间纹理的电子相的出现,这是预计将推广到许多掺杂的CDW化合物之间的密切关系。
2019-05-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Frustrated honeycomb-lattice bilayer quantum antiferromagnet in a magnetic field: Unconventional phase transitions in a two-dimensional isotropic Heisenberg model
本文研究了在外加磁场作用下双层蜂窝晶格上自旋为1/2的反铁磁海森堡模型。在饱和场附近,我们将该量子系统的低能态映射到蜂窝晶格上硬六边形的空间构型上。这样,我们就可以在蜂窝晶格上构造有效的经典模型(晶格气模型和伊辛模型)来计算低温下受抑量子海森堡自旋系统的性质.我们进行了经典的Monte Carlo模拟的硬六边形模型,并采用已知的结果为伊辛模型,讨论有限温度下的有序-无序相变,在低温下由磁场驱动。我们还讨论了一个有效的模型描述周围的理想挫折的情况下,并发现迹象自旋翻转一样的过渡所考虑的各向同性自旋模型。
2017-01-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Electronic structures of ferromagnetic superconductors $\mathrm{UGe}_2$ and $\mathrm{UCoGe}$ studied by angle-resolved photoelectron spectroscopy
用软X射线角分辨光电子能谱学($hν=400-500$)研究了铁磁超导体$\mathrm{UGe}_2$和$\mathrm{UCoGe}$顺磁相的电子结构。在$E_\mathrm{F}$附近观察到$\mathrm{U}~5f$态贡献较大的准粒子带,表明这些化合物的$\mathrm{U}~5f$电子具有巡游特征.它们的整体能带结构解释的能带结构计算处理所有的$\mathrm{U}~5f$电子作为巡回。同时,在$E_\mathrm{F}$附近的态与能带结构计算结果有较大偏差,表明这些化合物的费米面形状与计算结果有本质的不同,这可能是由于低对称性晶体复杂能带结构中的电子关联效应造成的.通过$\mathrm{Co}~2p-3d$共振光电子能谱实验发现了$\mathrm{UCoGe}$中$\mathrm{U}~5f$和$\mathrm{Co}~3d$态之间的强杂化,表明$\mathrm{Co}~3d$态对磁性、输运和超导性质的贡献有限。
2015-05-08 cond-mat.str-el
Critical spin-$\frac{1}{2}$ tetramer compound CuInVO$_5$: Exploring the vicinity of two multimerized singlet states
利用密度矩阵重整化群方法,我们研究了一维自旋$\frac{1}{2}$海森堡链作为铜钒酸盐CuInVO $_5$的有效自旋模型.我们得到的基态相图作为内四聚体和四聚体间交换相互作用的函数,表现出两个多聚化的价键固体(VBS)相:一个是其特征在于形成的四聚体单重态单元;另一个由二聚体单重态对的形成。我们表明,在两个VBS阶段的有限自旋间隙顺利消失在相边界:一个二阶相变定义的量子临界点(QCP)。相边界也被捕获的事实,即中心荷是在相边界的单位和零,否则在热力学极限。我们进一步证明,实验磁化曲线(开始增加与零或微小的领域)可以合理地解释只有通过假设的交换参数的CuInVO $_5$是非常接近的相边界。因此,我们认为,CuInVO $_5$可以是在环境压力下接近两个VBS相之间的QCP的第一示例材料。通过改变交换相互作用与压力的平衡,可以观察到从Néel到VBS相的过渡。
2019-04-15 cond-mat.str-el
Metallic state in the vicinity of molecular orbital crystallization in the d$^1$ thiospinel ZnTi$_2$S$_4$ prepared via a reductive ion-exchange reaction
采用低温离子交换法合成了一种新型的钛基硫尖晶石ZnTi 2S 4。ZnTi_2S_4显示出金属基态的特征,这由传导电子在热容量和保利样顺磁磁化率中的贡献证明。这些观察结果与类似的Ti 3 +-基尖晶石MgTi 2 O 4的电子状态形成对比,其表现出与分子轨道结晶(MOC)相关的金属-绝缘体转变。此外,ZnTi 2S 4的磁化率显示出赝隙状行为,由磁化率在110 K附近的巨大峰值指示,可能源自MOC波动。MgTi_2O_4和ZnTi_2S_4电子态差异的原因可能是由于Ti 3d和p轨道(O:2 p和S:3 p)之间重叠的幅度不同。在绝缘体-金属转变附近存在MOC态可能表明MOC中巡回的重要性。
2021-07-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic structure and phonon instabilities in the vicinity of the structural transition and superconductivity of (Sr,Ca)$_3$Ir$_4$Sn$_{13}$
与(Sr,Ca)$_3$的结构转变和超导电性相关的晶格不稳定性的本质尚未完全了解。$_4$ Sn $_{13}$。本文用密度泛函理论(DFT)计算了声子不稳定性随化学压力和流体静压的变化,结果表明:Sr $_3$ Ir $_4$ Sn $_{13}$的主要晶格不稳定性位于波矢$\mathbf{q}=(0.5,0,0)$和$\mathbf{q}=(0.5,0.5,0)$的声子模上。通过计算结合模式失真的超晶胞的能量来跟踪这些模式,分别得到每公式单位-14.1 meV和-9.0 meV的能量优势。然而,施加化学压力以形成Ca $_3$ Ir $_4$ Sn $_{13}$降低了这些不稳定性的能量优势,这通过向Ca $_3$ Ir $_4$ Sn $_{13}$施加35千巴的流体静压而完全消除。这些晶格不稳定性的演化与实验相图一致。与$\mathbf{q}=(0.5,0.5,0)$处的模式相关联的结构畸变产生了与实验改进的低温结构具有相同空间群对称性的畸变单元。此外,由于这些模式的变形势的计算定量地证明了强的电子-声子耦合。因此,这些模式可能与该系统的结构转变和超导性有关。
2014-01-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Modulated Spin Liquid and Magnetic Order from a Kondo-Heisenberg model applied to $URu_{2}Si_{2}$
在Kondo-Heisenberg模型的框架内,我们分析了电荷涨落对已建立的调制自旋液体(MSL)和反铁磁(AF)序的影响.我们讨论了分离共存的Kondo-MSL和Kondo-MSL-AF相的两条量子临界线的出现。系统的各种序参量具有在每个相的电子能带结构上可观察到的特征签名。我们计算了MSL序确实是$URu_{2}Si_{2}$重费米子化合物隐序相位的一种可能的解释。我们的模型产生的结果与实验的(T,P)相图和两个间隙开口在系统中和定量协议的熵和索末菲系数演化的定性协议。
2013-12-13 cond-mat.str-el
Electronic structure and the Fermi surface of UTGa_{5} (T=Fe, Co, Rh)
在假定5 f电子为巡游电子的情况下,对UFeGa_{5}、UCoGa_{5}和URhGa_{5}进行了相对论能带计算. U 5f态和Ga 4p态之间的杂化发生在费米能级附近。UCoGa_{5}的费米面与URhGa_{5}的费米面非常相似,它们都是小尺寸和拓扑封闭的。UFeGa_{5}具有准二维费米面,看起来像一个晶格结构。
2002-07-24 cond-mat.str-el
Fermi Arcs in a Doped Pseudospin-1/2 Heisenberg Antiferromagnet
铜酸盐的高温超导性来自于一种至今仍知之甚少的电子态。我们报告的观察相关的电子状态在一个非铜酸盐材料Sr 2 IrO 4中,独特的铜酸盐费米学在很大程度上再现。在表面电子掺杂通过原位沉积的碱金属原子,角分辨的光电子能谱Sr 2 IrO 4显示断开的零能态,被称为费米弧段,和一个大的间隙为80毫电子伏。它的演变向正常的金属相与一个封闭的费米面作为掺杂和温度的函数平行,在铜酸盐。我们的研究结果表明,Sr 2 IrO 4是一个有用的模型系统比较的铜酸盐。
2014-06-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic excitation spectra of strongly correlated quasi-one dimensional systems: Heisenberg versus Hubbard-like behavior
研究了准一维磁性材料中电荷自由度对自旋激发动力学的影响。本文用密度矩阵重整化群方法计算了半电子填充链和梯形几何上哈伯德模型的动力学自旋结构因子,并与电荷自由度被冻结的海森堡模型的结果进行了比较。对于链和两条腿的梯子,我们发现,哈伯德模型光谱定性类似于海森堡光谱-与低能量峰类似的自旋激发-已经在中间的现场排斥小到$U/t \sim 2-3$,虽然在不同的动量的峰值强度的比例继续发展,随着增加$U/t$收敛到海森堡极限。我们讨论了这些结果的中子散射实验的影响,我们提出的标准,建立准一维系统的$U/t$的值由一个轨道哈伯德模型从实验信息。
2016-11-30 cond-mat.str-el
Thermodynamic properties of the 2D frustrated Heisenberg model for the entire $J_{1}-J_{2}$ circle
利用球对称自洽格林函数方法,研究了二维正方格子上PDMATHABMMPDMATHABMN-PDMATHABMOHeisenberg模型的热力学性质。我们计算了整个$J_{1}$-$J_{2}$ -圆(即任意$φ$、$J_1=cos(φ)$、$J_2=sin(φ)$)的自旋-自旋相关函数$c_{\mathbf{r}}=\langle S_{\mathbf{0}}^{z}S_{\mathbf{r}}^{z}\rangle $、自旋激发谱带隙、能量$E$和热容$C_{V}$的温度依赖性。由于低维,在$T\neq 0$中没有长程有序,但短程保持了母零温有序相(反铁磁,条纹或铁磁)的记忆。$E(φ)$和$C_{V}(φ)$表现出极端“以上”的远程有序的阶段,并在该地区的快速短程重排。$c_{\mathbf{r}}(φ)$线的带具有导致非单调$c_{\mathbf{r}}(T)$依赖性的几个节点。对于任何固定的$φ$,热容$C_{V}(T)$总是有最大值,在$T\rightarrow 0$趋于零,在$φ= 155^{\circ}$的狭窄附近,它表现出额外的挫折诱导的低温最大值。我们还发现了在$φ=270^{\circ}\pm 0$处的自旋能隙的非单调行为和对于$φ\gtrsim 270^{\circ}$指数小的反铁磁能隙($T\lesssim 0.5$)。
2015-08-13 cond-mat.str-el
Quantum Critical Dynamics of a Heisenberg-Ising Chain in a Longitudinal Field: Many-Body Strings versus Fractional Excitations
利用高分辨率太赫兹光谱研究了反铁磁Heisenberg-Ising自旋链化合物BaCo $_2$ V $_2$ O $_8$的量子自旋动力学随温度和纵向磁场的变化.在低于$T_N\simeq 5.5$ K的反铁磁相中观察到了受限的自旋激发。在一个以上的$B_c=3.8$ T的场诱导的无带隙阶段,我们确定多体弦激发以及低能量分数psinon/antipsinon激发通过比较Bethe-Anglesia计算。在$B_c$附近,高能量弦激发被发现是动态占主导地位的分数激发。
2019-03-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el nlin.SI