From Kondo to local singlet state in graphene nanoribbons with magnetic impurities
详细分析了锯齿形石墨烯纳米颗粒中磁性杂质的近藤效应。吸附原子通过中空或顶部位置构型的杂化振幅$Γ_{imp}$与石墨烯纳米载体偶联。此外,吸附原子还通过杂化功能$Γ_{tip}$与金属STM针尖弱耦合,该杂化功能提供了其磁矩的近藤屏蔽。整个系统描述的安德森一样的哈密顿量的低温物理是通过采用数值重整化群的方法,这使我们能够获得用于计算近藤温度的系统的热力学性质访问。当吸附原子靠近锯齿形石墨烯纳米颗粒的边缘时,我们发现了两种屏蔽机制:(1)弱耦合机制($Γ_{imp}\ll Γ_{tip}$),其中边缘态产生近藤温度$T_K$的增强;(2)强耦合机制($Γ_{imp}\gg Γ_{tip}$),其中形成局部单线态,不利于STM针尖对近藤的屏蔽。这两个制度可以清楚地区分其特征温度$T^*$的吸附原子和石墨烯纳米碳($V_{imp}$)之间的耦合的依赖性。我们观察到,在弱耦合制度$T^*$增加指数与$V_{imp}^2$。相应地,在强耦合区域,PDMATHAMR随$V_{imp}^2$线性增加。
2017-10-04 cond-mat.str-el
Kondo effect in graphene with Rashba spin-orbit coupling
我们研究了吸附在石墨烯中的磁性杂质在Rashba自旋轨道相互作用下的近藤屏蔽。该系统是一个有效的单通道安德森杂质模型,我们分析使用的数值重整化群。在化学势或自旋-轨道耦合的变化下,主体态密度的非平凡能量依赖性引起了有趣的行为。改变Rashba耦合产生强烈的变化,在近藤温度表征的杂质自旋的多体屏蔽,并在半填充允许接近量子相变分离的强耦合近藤阶段的自由时刻阶段。将化学势调整到接近杂交函数的尖锐特征,会导致热力学量的温度依赖性和杂质光谱函数的频率依赖性的显着特征。
2014-07-10 cond-mat.str-el
Magnetic adatoms on graphene in the Kondo regime: an Anderson model treatment
利用Anderson模型对磁性吸附原子在石墨烯上的近藤效应进行了理论研究,得到了杂质对杂化高阶贡献的格林函数,我们解析地计算了强相关情况下的自能,发现近藤共振发生在费米能附近的杂质能级的一个狭窄能量范围内,该能量范围可以通过栅电压来调节,我们表明该范围在费米能$|μ|$中是线性的,并且比正常金属的情况明显窄。这种行为的起源可以追溯到石墨烯的固有性质,特别是它的线性色散.用透明的几何方法分析了全格林函数中的奇异性.讨论了各种自能之间的关系及其对实验观测的意义讨论了
2011-09-15 cond-mat.str-el
Competition between Kondo effect and RKKY physics in graphene magnetism
量子杂质在二维材料(如石墨烯和双层石墨烯)上的合作行为的特征在于屏蔽(近藤效应)和Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)磁性之间的非平凡竞争。此外,由于费米能级处的态密度小,杂质可能根本不耦合到传导电子,表现为自由矩。采用最近发展的{\em{exact}}数值方法研究多杂质晶格系统,我们得到了与传统RKKY理论所预期的结果有很大不同的非微扰结果.在半填充和弱耦合,杂质保持在当地的时刻制度时,他们是对的子晶格,到一个临界值的相互作用时,他们开始耦合反铁磁性的相关性,衰减非常缓慢的杂质间的距离。在有限掺杂下,远离半填充,铁磁性完全不存在,并且物理学由反铁磁性和近藤效应之间的竞争主导。在双层石墨烯中,相反层上的杂质表现为自由矩,除非相互作用是跳跃或更大的量级。
2017-03-07 cond-mat.str-el
Scanning tunneling spectroscopy of a magnetic atom on graphene in the Kondo regime
研究了磁性吸附原子在石墨烯上的近藤效应。采用非平衡格林函数方法,在从玻色子平均场近似下,计算了局域态密度和电导。对于掺杂的石墨烯,近藤相始终存在。令人惊讶的是,两种近藤政权被发现。但对于未掺杂的石墨烯,只有当吸附原子的能级超过临界值时,才存在近藤相。电导与LDOS相似,因此,LDOS中的近藤峰可以用扫描隧道光谱观察到。此外,在STM尖端和石墨烯之间存在直接耦合的情况下,取决于耦合位点,电导可以显著增强。
2009-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Reentrant Kondo effect in Landau quantized graphene
我们研究了安德森杂质在朗道量子化石墨烯中的相互作用,特别强调了化学势的影响。在从玻色子平均场论中,我们发现了通过改变化学势或门电压的重入近藤行为。在朗道能级之间,态密度被抑制,通过改变石墨烯的费米能,我们从金属区域过渡到半导体区域。因此,相应的近藤行为也受到影响。f-能级谱函数揭示了导带中的朗道能级和近藤共振的存在。
2007-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kondo resonance from vacancies in graphene
利用从转子平均场论,研究了空位诱导石墨烯中近藤共振的形成。在狄拉克中性点,我们发现临界杂交强度超过近藤共振发生,尽管消失的状态密度。我们还发现近藤峰的线形与正常金属基质中的洛伦兹峰完全不同。近藤温度对自旋场的有效杂化参数的依赖关系是线性的,而在正常金属中是二次依赖关系。掺杂后,我们发现强烈的电子-空穴不对称性的依赖近藤温度的化学势。
2013-08-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Probing surface states of topological insulator: Kondo effect and Friedel oscillation under magnetic field
本文讨论了磁性杂质在三维拓扑绝缘体表面态中的作用。首先,我们证明了拓扑表面的Kondo效应与石墨烯表面的Kondo效应基本相同,表明拓扑表面的有效杂质作用与石墨烯表面的有效杂质作用一致。其次,我们研究了$z$定向磁场($h$)在近藤效应中的作用,并表明杂质局域态密度的峰分裂不遵循$h$线性行为,这是软带隙近藤模型中的典型物理行为。我们讨论了起源是自旋锁定在螺旋表面。第三,我们研究了磁性杂质周围的Friedel振荡。结果表明,螺旋面的Friedel振荡模式与石墨烯面的Friedel振荡模式相同,在石墨烯面中,如果没有引入谷间散射,则表现为平方反比行为$\sim r^{-2}$.然而,磁场的引入导致电子态密度从平方反比物理到拓扑绝缘体表面的逆行为$\sim r^{-1}$,而在石墨烯近藤效应中它仍然保持为$\sim r^{-2}$。我们讨论了这是由磁场引起的自旋翻转引起的。
2010-10-14 cond-mat.str-el
Kondo effect of an adatom in graphene and its scanning tunneling spectroscopy
我们研究了单个磁性吸附原子在石墨烯表面的近藤效应。结果表明,石墨烯中Dirac点附近独特的线性色散关系使其更容易形成局域磁矩,这意味着可以在比金属基质更宽的参数范围内观察到近藤共振。结果表明,从近藤区到混合价区,甚至到空轨区,都能形成近藤共振。近藤共振在第一个区域表现为尖锐的峰,而在其余两个区域中具有峰谷结构和/或反共振,这是由于石墨烯中杂质能级的显著加宽导致的显著背景导致的Fano共振。我们还研究了吸附原子的扫描隧道显微镜(STM)光谱,它们显示出明显的粒子-空穴的不对称性时,化学势的调整施加到石墨烯的栅极电压。最后,我们研究了STM针尖和石墨烯之间的直接隧穿通道对近藤共振的影响,发现近藤共振的线形不受影响,这可能是由于石墨烯中不寻常的大不对称因子。我们的研究表明,石墨烯是系统研究近藤物理的理想平台,这些结果有助于进一步激发该系统的相关实验研究。
2012-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable Kondo resonance at a pristine two-dimensional Dirac semimetal on a Kondo insulator
两种不同材料的接近导致准粒子的复杂耦合,使得在界面处经常实现前所未有的电子状态。在这里,我们证明了共振型多体基态的石墨烯,一个非磁性的二维狄拉克半金属,当生长在SmB 6,近藤绝缘体,通过热分解的富勒烯分子。这种基态通常在具有相关电子的三维磁性材料中观察到。在衬底的特征近藤温度以上,原始石墨烯的电子能带结构保持几乎完整。然而,随着温度的降低,石墨烯的狄拉克费米子与Sm 4f态杂化。随着石墨烯的进一步冷却和载流子密度的增加,杂化和近藤共振显著增强,证明了石墨烯的导电电子在界面处对Sm 4f局域磁矩的近藤屏蔽.这些发现表明,近藤效应在石墨烯中的实现通过SmB 6的接近,这是由石墨烯的温度和载流子密度调谐。
2021-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ferromagnetic induced Kondo effect in graphene with a magnetic impurity
利用数值重整化群方法研究了磁性石墨烯中磁性吸附原子的多体效应。铁磁石墨烯的非平凡的能带色散引起了有趣的Kondo物理不同于传统的铁磁材料。对于未掺杂的石墨烯中的半填充杂质,铁磁性的存在可以带来Kondo关联,在费米能附近的局部谱函数中产生两个扭结结构。当局域占据的自旋分裂被外部磁场补偿时,两个Kondo扭结合并成表征全屏蔽基态的全Kondo共振。引人注目的是,我们发现由此产生的近藤温度单调增加的狄拉克电子的自旋极化,这违反了常识,铁磁带通常是有害的近藤关联。掺杂的铁磁石墨烯可以表现为半金属,其中其在费米能量下的态密度对于一个自旋方向线性地消失,但对于相反方向保持有限。在这个制度中,我们证明了一个异常的近藤共振,发生在第一个自旋方向,而在另一个完全缺席。
2020-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Orbitally controlled Kondo effect of Co ad-atoms on graphene
基于从头计算,我们确定了可能的情况下的近藤效应由于钴广告原子在石墨烯上。一般的对称性论证表明,对于处于高对称位置的磁性原子,石墨烯中的近藤效应不仅受自旋的控制,还受轨道自由度的控制。对于吸附在碳原子顶部的Co原子,近藤效应在低于$\sim 15$ \,K的能量标度下被自旋-轨道耦合猝灭。对于自旋$S=1/2$位于六边形中心的Co,SU(4)Kondo模型描述了更高能量下轨道矩和自旋的纠缠,而低于\sim 60 $\,meV的自旋轨道耦合导致更常规的SU(2)近藤效应。轨道Co物理和石墨烯的特殊带结构的相互作用在傅里叶变换隧穿光谱中或在近藤温度的栅极电压依赖性中是直接可访问的,显示出非常强的特征粒子-空穴不对称性。
2010-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum phase transitions into Kondo states in bilayer graphene
研究了磁性杂质在双层石墨烯中的嵌入。一个代表性的配置产生的杂交功能与强烈的依赖于导电电子能量,包括一个完整的间隙,一个硬和一个软的边缘。通过门控或掺杂的化学势的位移驱动系统之间的非近藤(自由矩)和近藤屏蔽相,近藤规模的强烈变化。软边附近的量子相变为无Kosterlitz相变,其它相变为一级相变。在硬边附近,一个束缚态单态出现在间隙内;虽然是单粒子性质,但它在扫描隧道光谱中的特征与多体近藤共振非常相似。
2013-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Orbital selective and tunable Kondo effect of magnetic adatoms on graphene: Correlated electronic structure calculations
我们已经研究了动力学相关性对石墨烯单层上单个Co吸附原子的电子结构的影响,最近开发了一种新的纳米材料方法,该方法将密度泛函计算与强相互作用的3d电子的完全动力学处理相结合。Co 3d-壳层与石墨烯衬底的耦合以及因此的动态相关性强烈依赖于轨道对称性和系统参数(温度、吸附原子与石墨烯片的距离、栅极电压)。当发生近藤效应时,我们发现动力学关联在费米能级附近的Co 3d谱中产生强烈的温度依赖峰.此外,我们发现近藤效应可以通过施加栅极电压来调谐。事实证明,近藤峰的位置被钉在石墨烯的狄拉克点上,而不是化学势上。
2010-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Disorder-mediated Kondo effect in graphene
我们研究了无序石墨烯中强关联态的出现和近藤物理。稀释的短程无序在系统电荷中性点附近产生局域化的中间带隙态。我们发现,长程无序,无处不在的石墨烯,允许这些局域态耦合到一个有效的(无序平均)金属带。该系统是由一个类安德森模型。利用数值重整化群方法研究了近藤温度$P(T_K)$的分布。结果表明,无序可以导致$P(T_K)$中的长对数尾,与量子格里菲斯相一致。
2014-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kondo lattice model in magic-angle twisted bilayer graphene
本文用拓扑重费米子表示从魔角扭曲双层石墨烯构建SU(8)近藤晶格,揭示强关联金属态与脆弱拓扑狄拉克近藤半金属,并通过量子相图阐明近藤杂化和磁关联的竞争。
2023-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theory of Fano Resonances in Graphene: The Kondo effect probed by STM
我们考虑了石墨烯上磁性杂质(Co)的近藤效应和Fano因子能量依赖性理论。我们已经进行了第一性原理计算,并发现由$d_{xz},d_{yz}$轨道组成的二维$E_1$表示可能负责杂化并最终在石墨烯上对钴进行近藤筛选。磁性杂质原子的高对称性吸附位置很少。对于Co原子位于碳晶格六边形中间的情况,我们发现了非常大的Fano $q$因子,$q\approx 80$和对导带的强烈抑制耦合。这种异常是与石墨烯能带结构固有的Berry相相关的量子力学干涉的一个引人注目的例子。
2009-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Defect-Induced Kondo Effect in graphene: Role of Localized State of $π$ Electrons
通过重整化群的数值计算,讨论了缺陷周围的定域$π$轨道对石墨烯中缺陷诱导的近藤效应的影响.我们发现定域的$π$轨道有助于这种近藤效应,并且近藤温度对定域的$π$轨道的展宽很敏感.其次,我们重点研究了这种近藤效应的负磁电阻效应。在实验结果中,它已被证明是10倍大于通常的近藤效应的负磁阻。为了阐明“磁敏”近藤效应的机制,首先,我们利用Peierls相紧束缚模型研究了局域$π$轨道的轨道磁场依赖性.我们发现,随着磁场的增加,局域$π$轨道的谱宽增加,费米能级的局域态密度减小。由于Kondo温度强烈依赖于定域$π$轨道的加宽,因此可以预期该近藤效应对实验中观察到的轨道磁场敏感。
2015-01-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Transport signatures of Kondo physics and quantum criticality in graphene with magnetic impurities
局域磁矩已被预测发展在石墨烯样品与空位或吸附。这种磁性杂质和石墨烯的狄拉克准粒子之间的相互作用导致了显着的多体现象,到目前为止,实验工作已经证明了这一点。在这篇文章中,我们研究了石墨烯中原子杂质稀系综的量子临界性和近藤物理的热力学、光谱和输运特征。我们考虑空位和吸附原子,要么打破或保持石墨烯的$C_{3v}$和反转对称性。在中性石墨烯样品中,所有情况下显示依赖于量子临界性,从而导致非对称杂质的增强的杂质散射,其方式类似于由非对称共振散射体形成的束缚态。近藤的相关性只出现在存在一个背门,估计近藤温度以及在实验范围内的所有杂质类型。对于电荷中性的破介杂质,通过$T^{-2}$电阻率缩放来指示量子临界性,从而导致低温下的完全绝缘行为,而低温电阻率平台出现在非临界和近藤区域。相比之下,从对称的空缺和中空的网站吸附的电阻率的贡献消失在电荷中性和任意背栅电压,分别。这意味着,本地探测方法需要检测近藤和量子临界签名,在这些保密的情况下。
2017-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theory of Defect-Induced Kondo Effect in Graphene: Numerical Renormalization Group Study
考虑到缺陷的电子态和晶格结构,建立了一个有效的模型,描述了石墨烯中点缺陷引起的近藤效应。结果表明,该模型可以转化为具有有限化学势的单通道赝能隙Anderson模型。数值重整化群方法的基础上,它是澄清,实验观察到的近藤温度的栅电压依赖性理解在这个框架。
2012-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quasi-Phase Transition and Many-Spin Kondo Effects in Graphene Nanodisk
尺寸为$N$的三角形锯齿形纳米盘具有$N$局域自旋。我们研究了它在有和没有外部引线的情况下的电性能。引线由锯齿形石墨烯纳米带或普通金属线制成。准铁磁态和准顺磁态之间存在准相变,表现为比热和磁化率的尖峰。铅效应由多自旋近藤哈密顿量描述。比热出现新的峰值。此外,金属引线中的自由电子的带宽变窄。通过研究自旋-自旋关联,我们认为铅中的自由电子与纳米盘中的电子形成自旋单态。它们是多自旋近藤效应的表现。
2009-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The Physics of Kondo Impurities in Graphene
本文主要从理论角度总结了我们对石墨烯中近藤效应的理解。我们将描述在石墨烯中产生磁矩的不同方法,无论是通过吸附原子沉积还是通过缺陷。对于稀矩,理论描述是根据耦合到石墨烯的狄拉克电子的有效安德森或近藤杂质模型。我们将详细讨论这些模型的物理,包括它们的量子相变和载流子掺杂的影响,并与现有的实验数据面对这一点。最后,我们指出了与其他量子杂质问题的联系,例如,在非常规超导体、拓扑绝缘体和量子自旋液体中。
2013-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Theory of Defect-Induced Kondo Effect in Graphene: Effect of Zeeman Field
研究了塞曼场对石墨烯中缺陷诱导的近藤效应的影响。推导了近藤效应的有效模型,并利用数值重整化群方法对其进行了分析。发现在塞曼场作用下,在自旋极化态和近藤-吉田单重态的边界处,存在一个不寻常的不动点,此时缺陷熵为kBln 2,S^2_z的期望值为1/8.
2012-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Gate-controlled Kondo screening in graphene: Quantum criticality and electron-hole asymmetry
中性石墨烯中的磁性杂质提供了赝能隙Kondo模型的实现,该模型显示了具有屏蔽杂质矩和未屏蔽杂质矩的相之间的量子相变。在这里,我们提出了一个详细的研究pseudogap Kondo模型与有限的化学势μ。虽然载流子掺杂在最低能量下恢复了传统的近藤屏蔽,但量子临界固定点的性质在很大的参数范围内会影响行为。最重要的是,近藤温度T_K显示了电子和空穴掺杂之间的极端不对称性。在临界状态下,取决于μ的符号,T_K遵循具有通用前因子的缩放预测T_K ~ |mu|,或者遵循具有x = 2.6的T_K ~ |mu| ^x。电子和空穴掺杂之间的这种不对称性在量子临界区之外延伸得很好,并且还意味着μ的两个符号的隧穿光谱的形状的质的差异。
2010-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Emergence of Kondo resonance in graphene intercalated with cerium
磁性杂质(如铈原子)与周围电子的相互作用一直是理解固体多体相互作用及其与磁性关系的核心问题之一。近藤效应是一种新的磁矩猝灭的共振基态,它提供了一个描述磁性杂质存在下多体相互作用的一般框架。在这封信中,角分辨光电子能谱(ARPES)和动态平均场论(DMFT)对Ce嵌入石墨烯的联合研究表明,Ce诱导的费米能附近的局域态,$E_{\rm F}$,与石墨烯$π$带杂化,随着温度的降低,光谱权重逐渐增加。所观察到的温度依赖性如下的期望从近藤图片在弱耦合限制。我们的结果提供了一个新的见解近藤物理如何出现在二维狄拉克电子的海洋。
2018-06-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Kondo effect due to a hydrogen impurity in graphene: a multichannel Kondo problem with diverging hybridization
我们考虑石墨烯中氢杂质引起的近藤效应。作为第一近似,与碳原子的强共价键在不破坏$C_{3}$旋转对称性的情况下移除该碳原子,并且我们仅保留了移除的碳原子的三个最近邻居上的哈伯德相互作用,这些碳原子随后表现为磁性杂质。这三个杂质自旋耦合到三个导电沟道具有一定的螺旋度,其中两个支持一个发散的局域态密度(LDOS)$\propto 1/ [ | ω\ | \ln ^{2}( Λ/| ω\ | \ ) \ ] $附近的狄拉克点$ω\rightarrow 0$,即使状态的体积密度线性消失。我们用数值重整化群方法研究了三杂质多沟道Kondo模型。对于弱势散射,近藤模型的基态是粒子-空穴对称的自旋- $1/2$二重态,三个杂质自旋之间存在铁磁耦合;对于中等势散射,基态变成粒子-空穴非对称的自旋单线态,三个杂质自旋之间存在反铁磁耦合。这种行为是继承了安德森模型包含氢杂质和所有四个碳原子在其附近。
2019-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kondo effect and subatomic structures of single U atoms on graphene/6H-SiC(0001)
近藤效应是由杂质的局域磁矩与金属基质中离域电子之间的自旋翻转散射引起的,它导致了许多有趣的现象.本文利用扫描隧道显微镜/光谱(STM/STS)研究了单个U原子在石墨烯/6 H-SiC(0001)表面的近藤效应和亚原子特性。在费米能级附近可以观察到一个下降的光谱特征,这被称为STS中近藤共振的“指纹”;此外,从dI/dV图中还可以观察到两个具有不同对称性的亚原子特征:一个三瓣结构和一个甜甜圈结构。Kondo共振仅在离U原子中心的横向距离的5 μ m以内可检测到,这比在不同表面上的Co原子中观察到的距离小得多,表明5个$f$态比3个$d$轨道更局域化。通过与密度泛函理论计算结果的比较,我们发现这两种亚原子特征的不同对称性来源于多层石墨烯中两个不等价碳原子的$p_z$轨道和U6 $d$,5 $f$轨道之间的选择性杂化.
2021-01-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Symmetric Kondo Lattice States in Doped Strained Twisted Bilayer Graphene
该研究利用THF模型、KL表述、平均场与DMFT计算,揭示扭转双层石墨烯中对称近藤相在整数填充受抑制,而可通过非整数掺杂或C3z破缺应变稳定。
2023-01-11 cond-mat.str-el
Local Moment Formation of an Anderson Impurity on Graphene
在Anderson杂质模型下研究了单层石墨烯上磁性杂质的性质。由于石墨烯中费米能级处的局域态密度为零,杂质自旋不能被有效地屏蔽掉。在Gutzwiller近似下处理这个问题,我们发现在$U$ - $E^f$的参数空间中有一个区域,在这个区域中杂质处于局部磁矩状态,其特征在于浴电子和磁性杂质之间的零有效杂化。这里,$U$是杂质电子的现场库仑排斥,而$E^f$是杂质能级。并对$U$与$E^f$之间的竞争进行了讨论。虽然较大的$U$减少双占领和有利于本地的时刻形成,更深的杂质水平更喜欢双占领和非零杂化,从而近藤屏蔽状态。对于固定的$U$,通过连续降低杂质水平,杂质首先从Kondo屏蔽态进入局部矩态,然后离开该状态并重新进入Kondo屏蔽态。
2011-06-29 cond-mat.str-el
Single or multi-flavor Kondo effect in graphene
基于紧束缚理论,我们研究了石墨烯上磁性杂质的Anderson和Kondo模型。分析了不同的杂质位置。利用分波表象研究了杂质与导电电子之间的耦合性质。来自两个狄拉克点的成分在与杂质相互作用时混合。明确考虑了两种构型:吸附原子在一个原子上方(ADA),另一种情况是吸附原子在蜂窝中心上方(ADC)。对于ADA,杂质对A和B子格以及两个狄拉克点都是一种味道。对于ADC,杂质与杂质的旋量态的多味态耦合。我们证明了,对于一个3d磁性原子,$d_{z^{2}}$,($d_{xz}$,$d_{yz}$)和($d_{x^{2}-y^{2}}$,$d_{xy}$)分别与ADC情况下$C_{6v}$群的$Γ_{1}$,$Γ_{5} (E_{1})$和$Γ_{6} (E_{2})$表示(reps)耦合。这些代表的石墨烯的低音也得到明确的。对于ADA,我们计算近藤温度。
2010-06-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Local Moment Formation and Kondo Effect in Defective Graphene
我们研究了石墨烯中单原子空位的局域磁矩形成和近藤效应。我们开发了一个模型占空位重建以及应变和/或温度引起的非平面性效应。因此,我们发现,悬挂的$σ$轨道定位在空位被允许与$π$ -带强烈杂化,因为散射与空位变成奇异函数的能量($\sim [|ε| \ln^2 ε/D]^{-1}$,$D\sim$带宽)的杂化。这导致了几种新类型的杂质相,其控制空位磁矩的大小和近藤效应的可能性取决于局部库仑相互作用的强度、洪德规则耦合、掺杂水平和粒子对称性破缺的程度。
2012-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phase diagram of a pseudogap Anderson model with application to graphene
采用研究石墨烯上杂质的简化模型--置于无相互作用蜂窝晶格上的$s$波单轨道关联杂质的Anderson模型,研究了赝能隙Kondo问题.在该模型中,存在两个量子相:自由杂质局域矩相和局域矩被完全屏蔽的近藤相。这两个阶段之间的过渡正在调查中。这项工作主要集中在的情况下,杂质被放置在顶部的晶格网站。在这种情况下,使用三个参数构建完整的相图:哈伯德相互作用$U$,杂化强度$v_0$和杂质能级$ε_d$。相图显示线性$(U^c, ε_d^c)$相界,其斜率以及临界值$ε_d^c$强烈依赖于$v_0^2$。进一步的分析表明,零频自能实部和杂质占据率有助于理解相界的行为。简要讨论了相变对杂质位置的依赖关系,揭示了在现实的石墨烯晶格中实现赝能隙近藤模型需要解决的困难。
2021-07-21 cond-mat.str-el
Kondo effect in twisted bilayer graphene
本文基于Bistritzer-MacDonald模型与数值重整化群方法,研究魔角扭曲双层石墨烯中磁性杂质的近藤效应,揭示零温与实验有限温度下的不同屏蔽行为。
2023-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Vacancy-induced tunable Kondo effect in twisted bilayer graphene
本文通过从头计算与Anderson杂质模型结合数值重整化群,揭示扭曲双层石墨烯中空位诱导的近藤效应在魔角附近具有堆叠位置依赖的可调行为,并提出扫描隧道显微镜可探测其临界单粒子态与多体基态。
2024-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Scaling theory of intrinsic Kondo and Hund's rule interactions in magic-angle twisted bilayer graphene
本文通过穷人标度方法研究魔角扭曲双层石墨烯中近藤耦合与洪德规则的标度行为,发现近藤温度强烈依赖填充因子,并指出多体计算需考虑其重整化,预示分数填充下存在近藤驱动的关联金属相。
2023-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kondo Lattice Model of Magic-Angle Twisted-Bilayer Graphene: Hund's Rule, Local-Moment Fluctuations, and Low-Energy Effective Theory
本研究通过广义Schrieffer-Wolff变换得到魔角扭曲双层石墨烯THF模型的近藤晶格极限,解析证明SU(4)洪特规则,求解基态与激发谱并建立低能有效理论,为相关自旋熵实验提供理论支撑。
2023-01-11 cond-mat.str-el
Quasi-two-dimensional spin helix and magnon-induced singularity in twisted bilayer graphene
本文研究扭曲双层石墨烯中畴壁网络电子与局域自旋耦合,发现准二维自旋螺旋相及磁振子诱导奇点,并预测其在磁共振和自旋磁化率中的可观测特征,揭示近藤晶格与滑动 Luttinger 液体的相互作用。
2025-09-08 cond-mat.str-el
Magnetic correlation effects by the topological zero mode in a hydrogenated graphene vacancy $V_{111}$
从理论上讨论了吸附三个氢原子的氢化石墨烯空位$V_{111}$拓扑零模引起的电子关联效应。从多参考表示的密度泛函理论推导出一个Kondo模型,估计了狄拉克锥中零模和低能模之间的交换散射过程.即使狄拉克锥稍微偏离电荷中性点,孤立$V_{111}$的零模的有限的现场相关能$U_0$也允许局部能级的半填充,给出自旋$s=1/2$。在空位的稀释极限,由高阶散射过程介导的反铁磁近藤屏蔽成为主导。我们对相关两体相互作用的估计证实了低温下近藤效应的出现。
2014-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Enhancement of the Kondo effect through Rashba spin-orbit interactions
我们分析了在近藤机制中存在Rashba自旋轨道(RSO)相互作用的二维电子气中的单轨道Anderson杂质模型的物理。自旋SU(2)对称性破缺导致与杂质耦合的有效双带电子气。近藤政权是通过Schrilaugh-Wolff变换揭示了存在的宇称破缺项的形式的Dzyaloshinsky-Moriya(DM)的相互作用。DM项在系统的粒子-空穴对称点处为零,但在其它位置有重要影响。执行重整化群(RG)分析,我们发现,该模型描述了一个双通道近藤铁磁和反铁磁耦合系统。此外,DM长期renormalizes反铁磁近藤耦合产生的近藤温度的指数增强。我们认为,这些影响可以在半导体系统中观察到,以及在石墨烯和拓扑绝缘体。
2012-01-31 cond-mat.str-el
Localized Spins on Graphene
利用数值重整化群研究了吸附在干净石墨烯中碳原子上的磁性杂质(原子或分子)的问题。详细描述了杂质的光谱、热力学和散射性质。在存在小磁场的情况下,石墨烯的低能电子特征使得使用扫描隧道显微镜(STM)通过杂质注入自旋极化电流成为可能。此外,杂质散射变得强烈的自旋相关,并为有限的杂质浓度,它导致自旋极化体电流和大的磁阻。在门控石墨烯中,杂质自旋在低温下被近藤屏蔽。然而,在大于近藤温度的温度下,反常的磁输运性质被恢复。
2008-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Many-Body Effects in Topological Kondo Insulators
我们研究了相互作用对模型二维拓扑近藤绝缘体相性质的影响。松散的动机最近的建议,其中石墨烯与杂质带从重吸附原子与部分填充的d-壳杂交,我们引入了一个模型哈密顿,我们相信捕捉到不同的竞争阶段的基本物理。我们发现,一般有三种可能的相位与不同的组合近藤屏蔽和磁序。也许在对称性保护的拓扑相中,多体物理学最引人注目的例子是奇异边缘态的存在。我们表明,我们的平均场模型包含一个区域的时间反演不变的体相,但TR对称性自发地打破了边缘。这样的阶段在非交互模型中是不可能的。我们还评论了这个阶段的稳定性超出平均场论。
2015-02-18 cond-mat.str-el
SU(4) Kondo Effect in Carbon Nanotubes
从理论上研究了碳纳米管量子点的非平衡输运性质。由于石墨烯的二维能带结构,双轨道简并度起到与自旋纠缠的赝自旋的作用。这四个自由度之间的量子涨落导致低温下的SU(4)近藤效应。当外加轴向磁场时,这种奇特的近藤效应表现为非线性电导的四峰分裂。
2004-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kondo screening in a charge-insulating spinon metal
近藤效应是凝聚态多体物理的一个重要表现,传统上被解释为传导电子在金属中自旋杂质上的交换散射。由此产生的屏蔽杂质的本地时刻的电子费米海的特点是近藤温度$T_K$,低于该系统进入非微扰强耦合制度。近年来,这种效应已经在许多其他巡回电子系统中超越了体金属范例,例如半导体异质结构和纳米材料中的量子点,量子点接触和石墨烯。在这里,我们报告的第一个实验观察的近藤屏蔽的不带电准粒子。这发生在电荷绝缘的量子自旋液体中,其中形成费米表面的自旋子激发起传导电子的作用。因此,观察到的杂质行为与金属中的常规情况非常相似。基于自旋的近藤效应的发现为描述和操纵神秘的宿主自旋液体提供了一个突出的平台。
2019-04-13 cond-mat.str-el
Kondo Phase in Twisted Bilayer Graphene -- A Unified Theory for Distinct Experiments
本研究结合穷人标度、NRG与DMFT研究MATBG拓扑重费米子模型,提出无隙相为重费米液体近藤态,并统一解释STM、Pomeranchuk效应等实验。
2024-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Programmable Kondo Effect Formed by Landau Levels
本文揭示了石墨烯纳米气泡中由局域应变产生的赝Landau能级在Coulomb排斥下形成有效SU(N)赝自旋,进而通过新机制引发常规体系中不存在的flavor-frozen Kondo效应,且该共振可通过应变工程高度调控。
2024-12-19 cond-mat.str-el
Emergent heavy fermion and superconductivity near Mott transition in twisted bilayer graphene
Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学)
该研究提出转角双层石墨烯整数填充下的涌现重费米子统一框架,揭示其莫特转变的近藤屏蔽本质及反洪特耦合诱导的超导穹顶等现象。
2026-08-13 cond-mat.str-el
Two-channel pseudogap Kondo and Anderson models: Quantum phase transitions and non-Fermi liquids
我们讨论了具有赝能隙态密度$ρ(\w)\propto|\w|^r$的浴态费米子的双通道近藤问题。结合解析和数值重整化群技术,我们表征了相关的Kondo和Anderson模型的杂质相和量子相变。对应于金属$r=0$情形的过屏蔽非费米液体行为的稳定点线被$0<r<\rmax\approx0.23$的稳定粒子-空穴对称中间耦合不动点所取代。对于$r>\rmax$,这种非费米液相消失,而是出现了一个临界固定点与新兴的自旋通道对称性,控制量子相变两个阶段之间的稳定自旋和通道的时刻,分别。我们提出了低能场论来描述量子相变,所有制定在费米子变量。我们采用双膨胀技术来计算临界尺寸附近的临界性质$r=0$和$r=1$,后者是潜在相关的中性石墨烯中的双通道近藤杂质。我们发现,分析结果是在很好的协议与应用威尔逊的数值重整化群技术。
2011-10-11 cond-mat.str-el
Kondo impurity on the honeycomb lattice at half-filling
我们考虑一个近藤状杂质与费米子相互作用的蜂窝晶格在半填充,在石墨烯的情况下。我们从晶格模型推导出一个有效的一维连续理论,在一般情况下,有四种口味的角动量混合存在的节间散射过程和六个耦合的自旋各向同性的情况下。然而,在特定条件下,它可以减少到一个单耦合多通道赝能隙Kondo模型。最后,我们计算了在库仑相互作用引起的费米速度依赖于能量的情况下,大N展开的临界耦合,磁化率和比热。
2009-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kondo effect and non-Fermi liquid behavior in Dirac and Weyl semimetals
我们研究了三维Dirac材料和Weyl半金属中的近藤效应。我们发现近藤温度与掺杂$n$和磁性杂质和半金属载流子之间的耦合$J$的缩放。我们发现当温度远小于近藤温度时,近藤效应引起的电阻率与$n^{-4/3}$相似,并研究了长程标量无序与近藤效应相互作用的影响。在无序诱导的长程载流子密度不均匀性的存在下,近藤效应的特征不是近藤温度,而是近藤温度的分布。我们得到了这种分布的表达式,并表明它的特点导致了强非费米液体行为的出现。最后,我们比较了近藤效应在三维狄拉克材料和二维狄拉克系统如石墨烯和拓扑绝缘体中的性质。
2015-07-10 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
Kondo holes in strongly correlated impurity arrays: RKKY driven Kondo screening and hole-hole interactions
固体中局部磁矩的产生和屏蔽已经研究了60多年。在石墨烯或重费米子中的局部空位可以诱导导致局部矩形成的解耦束缚态。在本文中,我们解决了令人困惑的问题,这些地方的时刻可以筛选,是什么决定了额外出现的低温规模。我们从两个互补的角度回顾半满导带的初始问题:通过在不相关极限下的单粒子超原胞分析和通过具有大库仑相互作用的系统的Lieb-Mathis定理$U$。我们证明了稳定的本地时刻受到三种不同的机制筛选。首先,局域矩被一个超越单粒子束缚态的有限$U$离域。我们发现了一个Kosterlitz无相变型由一个指数抑制的低能量标度的一个违反直觉的近藤形式与$J_{\rm eff} \propto U^n$小$U$,其中$n>1$依赖于精确的模型。其次,我们表明,远离半填充的本地时刻阶段变得不稳定,并取代了两种类型的单态相,是相互连接的。在临界值的带中心,物理是由指数抑制近藤规模接近强耦合相,取代了单重态形成通过反铁磁RKKY相互作用的临界值的大偏差。第三,我们表明,本地磁矩可以屏蔽的近藤孔轨道在有限的能量,即使轨道的占用是可以忽略不计的:一个额外的低能量标度出现低于本地化的时刻淬火。指出了Ce $_{1-x}$ La $_x$ Pd $_3$与实验结果的相似性。
2021-04-08 cond-mat.str-el
Critical quasiparticles in single-impurity and lattice Kondo models
局域矩与巡游电子相互作用系统的量子临界性已经成为一个重要而多样的研究领域。在这里,我们回顾最近的结果,涉及(a)量子相变在单杂质Kondo和Anderson模型和(b)量子相变在重费米子晶格模型,涉及临界准粒子。对于(a),重点将放在具有赝能隙的主态密度的杂质模型及其应用上,例如,在石墨烯和其他狄拉克材料中,而(b)致力于反铁磁量子相变附近的强耦合行为,在各种重费米子金属中具有潜在的应用。
2015-07-16 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Exploring the Kondo Effect in Strained Kagome Nanoribbons
Ohio University(俄亥俄大学)
本研究通过应变调控Kagome纳米带中的Kondo效应,揭示了应变对杂质屏蔽和局部态密度的影响。
2025-12-18 cond-mat.str-el
Magnetic Quantum Phase Diagram of Magnetic Impurities in 2 Dimensional Disordered Electron Systems
在稀磁极限下,研究了无序电子系统的量子相图随磁性杂质浓度nm和局域交换耦合J的变化。我们考虑到安德森局域化的电子的非微扰数值处理的无序势。RKKY相互作用JRKKY和近藤效应之间的竞争,如由温度标度TK所控制的,已知会产生丰富的磁量子相图,Doniach图。数值计算表明,在无序系统中,近藤温度TK和JRKKY都是分布较广的.相应地,它们的比值JRKKY /TK也广泛分布,如图1(a)所示。然而,我们发现了该分布的一个急剧截止,这使我们能够定义磁性杂质的临界密度nc,低于该临界密度nc,近藤屏蔽在临界耦合Jc以上的系统的所有位置处获胜,形成近藤相[见图1(b)]。随着无序度的增加,Jc增加,并且发现自旋耦合相以近藤相为代价而生长。从这些分布函数中,我们导出了磁化率,它表现出反常的幂律行为。在近藤阶段,功率由近藤温度的宽分布决定,而在自旋耦合阶段,它由JRKKY分布决定。在低密度和小J < Jc时,我们识别出顺磁相。我们还报告了蜂窝晶格,石墨烯,在那里我们发现,自旋耦合相是更稳定的近藤屏蔽,但更容易被破坏的无序到PM相的结果。
2014-01-09 cond-mat.str-el