Charge Density Waves on a Half-Filled Decorated Honeycomb Lattice
紧束缚模型,如哈伯德哈密顿量,最经常探讨的上下文中的均匀点间跳跃$t$。电子-电子相互作用,如果足够大的相比,这个不变性的$t$,可以引起有序的磁相和莫特绝缘体过渡,特别是在相称的填充。非均匀$t$的更复杂的情况已经在许多情况下进行了研究,也许最突出的是在多带几何结构中,其中在不同重叠程度的轨道之间存在跳跃的自然区别。在本文中,我们探讨了多个动能尺度和电子-声子相互作用的相互作用所产生的相关问题。具体来说,我们使用量子蒙特卡罗(DQMC)解决半填充的Holstein哈密顿的“装饰蜂窝晶格”,由六边形与内部跳跃$t$耦合在一起的$t^{\,\prime}$。这种跳跃的调制在狄拉克谱中引入了一个间隙,并影响了拓扑相位的性质。我们确定的范围内的$t/t^{\,\prime}$值支持电荷密度波(CDW)相位约狄拉克点的均匀跳跃$t=t^{\,\prime}$,以及临界转变温度$T_c$。将QMC模拟结果与平均场论(MFT)的结果进行了比较。
2020-02-13 cond-mat.str-el
Topological Insulators on the Decorated Honeycomb Lattice
我们证明了这种蜂窝结构支持许多具有非平凡Z_2不变量和时间反演对称性保护的无隙边缘模的拓扑绝缘相。我们研究了这些阶段的稳定性,相对于各种对称性破缺扰动,并证明了最近发现的精确可解的S=1/2手性自旋液体模型[物理评论Lett. 99,247203(2007)],在相同晶格上具有非阿贝尔和阿贝尔激发。我们的工作突出了拓扑带绝缘体和拓扑有序自旋系统之间的关系,并指出有前途的途径,扩大已知的例子的数量。
2010-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
$C_3$ symmetry breaking metal-insulator transitions in a flat band in the half-filled Hubbard model on the decorated honeycomb lattice
研究了半满装饰蜂窝晶格上的单轨道哈伯德模型。在非相互作用理论中,在半填充时费米能位于一个平坦的带内,在那里强关联被增强。晶格非常沮丧。我们发现一个相关驱动的一阶金属-绝缘体过渡到两个不同的绝缘基态-一个二聚体价键固体莫特绝缘体时,三角形间的相关占主导地位,和一个破碎的$\mathcal{C}_3$对称反铁磁体时,三角形内的相关占主导地位的挫折。金属-绝缘体过渡到这两个阶段有非常不同的字符。金属破缺的$\mathcal{C}_3$反铁磁跃迁是由自发的$\mathcal{C}_3$对称性破缺驱动的,该对称性破缺提升了费米能级处拓扑学上所需的简并,并在准粒子谱中打开了一个能隙。金属-二聚体价键固体跃迁不破坏哈密顿量的对称性。这是由于强关联使电子结构重整化为一个相位,该相位与自旋1/2海森堡模型的平凡带绝缘体和基态在相关参数范围内都有电连接。因此,这些金属-绝缘体转变都不能用Brinkmann-Rice或Slater范式来理解。
2022-05-17 cond-mat.str-el
Quantum anomalous Hall state from spatially decaying interactions on the decorated honeycomb lattice
拓扑相通常在单个粒子能带结构的水平上编码拓扑。但有一类引人注目的模型表明,量子反常霍尔效应可以完全由相互作用驱动,而母体非相互作用能带结构在拓扑上是微不足道的。不幸的是,到目前为止,这些模型都依赖于不会空间衰减的相互作用,因此是非物理的。我们研究了一个装饰蜂窝晶格上的无自旋费米子模型。利用互补方法、平均场论和精确对角化方法,我们发现了一个由空间衰减相互作用引起的强量子反常霍尔相位。我们的发现为观察完全由相互作用驱动的量子反常霍尔效应铺平了道路。
2018-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Phase Diagram of the Kitaev-type Model on a Decorated Honeycomb Lattice in the Isolated Dimer Limit
研究了有限温度下蜂窝格子上Kitaev型模型孤立二聚体极限下的一个有效模型。该模型的基态是一种自发破缺的手征自旋液体。我们用平均场近似和蒙特卡罗模拟详细描述了有限温度相图。我们发现,尽管在平均场相图中出现了一个三临界点,但在Monte Carlo结果中,高温顺磁相与低温手征自旋液相之间的相变始终是二级相变.对Monte Carlo数据的有限尺寸标度分析表明,该相变属于二维Ising普适类.
2015-06-18 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Exotic coupled spin-charge states in decorated honeycomb magnets: A hybrid-Monte Carlo study
Jadavpur University(贾达普大学)
该研究通过混合MCMC方法揭示了装饰蜂窝磁体中四种奇异耦合自旋-电荷基态,并探讨了其与电子掺杂自旋系统的关系。
2025-12-18 cond-mat.str-el
Quantum Loop States in Spin-Orbital Models on the Honeycomb Lattice
Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院)
研究构建了可分析的自旋1系统模型,探讨了具有轨道简并性的蜂窝晶格中新的相变结构,包括Haldane环晶体和对称保护拓扑相。
2015-11-04 cond-mat.str-el
Spin-1/2 Heisenberg diamond-like decorated honeycomb lattice in a magnetic field from the perspective of localized magnons and exact diagonalization
Faculty of Science, P. J. Šafárik University(帕·约·沙法里克大学理学院);Laboratoire de Physique Théorique et Modélisation, CNRS UMR 8089, CY Cergy Paris Université(CY塞尔吉巴黎大学,CNRS UMR 8089理论物理与建模实验室)
该研究采用解析与数值方法,探究磁场中类金刚石装饰蜂窝晶格的自旋-1/2海森堡模型,明确其基态相图,在高度阻挫区域用局域磁子方法描述低温磁性,中等阻挫区域揭示场致相变的比热信号及伊辛临界行为。
2026-10-16 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Exploring the spin-orbital ground state of Ba3CuSb2O9
由于在最低测量温度下没有自旋冻结和合作Jahn-Teller效应,我们研究了Ba 3CuSb 2 O 9的基态。我们解决了一般的自旋轨道模型的蜂窝和装饰蜂窝晶格,揭示丰富的相图。蜂窝晶格上的自旋-轨道模型包含一个SU(4)点,先前的研究表明存在具有代数衰减相关性的自旋-轨道液体。对于装饰蜂窝晶格上的现实参数,我们发现一个阶段,由最近邻自旋单态的集群,这可以理解的二聚体覆盖的一个新兴的正方形晶格。虽然实验情况是复杂的结构紊乱,我们的理论和一系列的实验之间的定性协议。
2014-10-01 cond-mat.str-el
Magnetization plateaus, spin-canted orders and field-induced transitions in a spin-1/2 Heisenberg antiferromagnet on a distorted diamond-decorated honeycomb lattice
Institute of Physics, Faculty of Science, P. J. Šafárik University(帕日·沙法里克大学理学院物理研究所)
该研究通过多种方法探讨了自旋1/2反铁磁Heisenberg模型在扭曲晶格中的相变行为,揭示了多种量子相及磁化平台的形成机制。
2026-03-02 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Fermionic Symmetry-Protected Topological Phase in a Two-Dimensional Hubbard Model
本文研究了自旋为1/2的费米子在三角形和蜂窝形晶格上的精确对角化二维哈伯德模型。在一定的参数范围内,哈伯德模型映射到这些晶格上的量子罗盘模型。在三角晶格上,罗盘模型表现出共线条纹反铁磁性,这意味着原始哈伯德模型中的$d$密度波荷序。在蜂窝晶格上,罗盘模型有一个独特的量子无序基态,在晶格反射下发生非平凡的转变。因此,修饰蜂窝晶格上的哈伯德模型的基态是一个2D费米子量子态保护的拓扑相。这种状态--受到时间反演和反射对称性的保护--不能被抽象地连接到自由费米子拓扑相。
2016-08-25 cond-mat.str-el
Rientrant metallicity in the Hubbard model: the case of honeycomb nanoribbons
基于二维蜂窝晶格的Hubbard哈密顿量的集团微扰解,我们给出了纳米带在半填充时准粒子能带结构随电子-电子排斥力的变化.我们发现,在中等值的电子-电子相互作用带与扶手形状的边缘表现出意想不到的半金属行为,恢复原来的绝缘字符只有在较大的值$U$。
2013-03-19 cond-mat.str-el
Multiple insulating phases due to the interplay of strong correlations and lattice geometry in a single-orbital Hubbard model
我们报道了十个在单轨道哈伯德模型中的强关联作用下产生的基态,包括狄拉克金属、平带铁磁体、实空间Mott绝缘体、二聚体和三聚体Mott绝缘体以及自旋$1$莫特绝缘体。富相图产生于晶胞内的结构。因此,这种状态在更简单的晶格上是不存在的。我们认为,这种绝缘相是普遍的装饰晶格。这些都存在于许多材料中,在配位聚合物中很常见,为探索这种物理学提供了一个平台。
2021-03-01 cond-mat.str-el
Exact Diagonalization Study of 2D Hubbard Model on Honeycomb Lattice: Semi-metal-Insulator Transition
本文用二维哈伯德模型和精确对角化动力学平均场论理论研究了蜂窝晶格中的零温相变。在低能量下,色散关系是动量的线性函数。在弱相互作用的限制下,体系处于半金属相。通过增加现场相互作用的半金属到绝缘体的过渡发生在顺磁相。双占有率的计算表明这种相变是二级的。相应的相变点和临界现场相互作用的确定使用重整化费米速度因子。
2014-09-29 cond-mat.str-el
Antiferromagnetism of the Hubbard Model on a Layered Honeycomb Lattice - Is MgB$_2$ a Nearly-Antiferromagnetic Metal? -
作为$_2$的B2 pz带模型,研究了蜂窝晶格上的半填充哈伯德模型,并通过Monte Carlo计算和无规相位近似方法研究了在基态存在反铁磁性的可能性.在单层蜂窝晶格上,由于费米能级处态密度的损失,在排斥能$U_c/t \simeq 3.6$的有限值处发生顺磁到AF相变。然而,在层状蜂窝晶格上,层间跳跃项创造了费米面的完美嵌套,并以$U_c=0$引导AF。从这些事实,我们讨论了MgB $_2$可能是一个近AF金属,其中的AF的2 pz带被破坏的载流子掺杂。
2001-04-16 cond-mat.str-el
A bird's eye view on the flat and conic band world of the honeycomb and Kagome lattices: Towards an understanding of 2D Metal-Organic Frameworks electronic structure
我们提出了一个彻底的紧束缚分析的能带结构的各种各样的晶格属于类的蜂窝和Kagome系统,包括几个混合形式结合两个晶格。这些系统的能带结构由色散带和平坦带的组合构成。色散带在布里渊区的六个角(K点)处具有狄拉克锥(线性色散),尽管在特殊情况下在区中心($(Γ$点)处出现狄拉克锥。平带可以具有不同的性质。他们中的大多数是切向的色散带在中心的区域,但有些,由于对称性的原因,不杂交与其他国家。我们的工作的目的是提供一个广泛的所谓的配体装饰蜂窝Kagome晶格中观察到的二维金属有机框架(MOF),其中的配体占据蜂窝网站和金属原子的Kagome网站的分析。结果表明,$p_x$石墨烯模型在这些体系中是相关的,并且存在四种类型的平带:Kagome平带(单简并)、两种配体中心平带(类$_2$和类E,分别为双简并和单简并)和金属中心平带(三重简并).
2017-09-21 cond-mat.str-el
Inducing topological order in a honeycomb lattice
我们探讨了在金属(或费米气体)环境中诱导缺乏自旋轨道相互作用的蜂窝晶格中的拓扑绝缘体相的可能性。晶格和金属环境通过密度-密度相互作用相互作用,而没有粒子隧穿,并且整合出金属环境产生具有面内振荡长程相互作用的蜂窝片材。我们发现在变分平均场方法的相互作用系统的基态,并表明,费米波矢量,kF,金属决定哪个阶段发生在蜂窝晶格片。这类似于Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)机制,其中金属的kF确定作为距离的函数的相互作用轮廓。调整kF和相互作用强度可能会导致各种有序相,包括拓扑绝缘体和具有复杂次近邻跳跃的异常量子霍尔态,如Haldom和Kane-Mele模型。我们估计了拓扑状态所需的参数范围,并发现金属栅极的费米矢量应该是3 Pi/8a的数量级(a是石墨烯晶格常数)。层之间的净耦合,包括金属中的屏蔽,应该是蜂窝晶格带宽的数量级。这种配置应该是最容易实现的冷原子设置与两个相互作用的费米粒子。
2012-02-29 cond-mat.str-el
Quantum Monte Carlo study of the metal to insulator transition on a honeycomb lattice with 1/r interactions
描述相变附近的关联电子系统一直是计算凝聚态物理的一个主要挑战。本文采用高精度的固定节点量子Monte Carlo方法,直接采用多体波函数,模拟电子关联,研究关联氢晶格的金属-绝缘体相变。通过计算自旋和电荷的性质,并分析低能希尔伯特空间,我们确定了跃迁点,并确定了可以用来检测跃迁的序参量。我们的结果提供了一个基准的密度泛函理论寻求治疗相关的电子系统。
2017-09-01 cond-mat.str-el
The Chern states on the honeycomb and Lieb lattices
在Lieb和蜂窝晶格上考虑了陈氏绝缘体的Halfton模型。我们提供了一个详细的分析模型的基态相图,并展示了一个场景的拓扑相变在系统中的单粒子光谱,包括平坦和色散带,这是实现在Lieb晶格。我们发现,平坦带的陈数是非零的,依赖于模型的参数。我们将拓扑金属态定义为介于拓扑绝缘体和平凡金属之间的中间态。从拓扑绝缘体到拓扑金属态的相变伴随着Chern数的连续变化,表面电荷或自旋电流的跳跃定义了拓扑金属-平凡金属的相变点.通过对模型的数值计算,说明了结果的正确性。
2015-10-25 cond-mat.str-el
Magnetic properties of a metal-organic antiferromagnet on a distorted honeycomb lattice
当温度T远高于有序化温度T*=3.0 ± 0.2K时,由Mn^2+离子和3-羟基-2-萘甲酸阴离子组成的金属有机材料Mn[C10 H6(OH)(COO)] 2x2 H20的磁性可以用一个S=5/2的量子反铁磁体来描述,该反铁磁体位于一个畸变的蜂窝晶格上,具有两个不同的最近邻交换耦合J2 \approx 2 J1 \approx 1.8K。作为均匀外场H和均匀零场磁化率χ(T)的函数的磁化强度M(H,T)的测量在修改的自旋波方法的框架内被解释,该方法考虑到在有限温度下不存在自发交错磁化。
2005-08-23 cond-mat.str-el
Temperature-induced spontaneous time-reversal symmetry breaking on the honeycomb lattice
研究了蜂窝晶格在有限空穴掺杂下次近邻排斥引起的自发时间反演对称性破缺的相变。我们推导出一个精确的平均场状态方程的封闭形式,有效的温度远低于费米能量。与标准预期相反,我们发现,热诱导带内粒子-空穴激发可以创建和稳定一个均匀的金属相与打破时间反演对称的温度是“提高”的基态是一个平凡的金属的区域。
2015-04-30 cond-mat.str-el
Absence of Spin Liquid in the Hubbard model on the Honeycomb Lattice
采用变分团簇近似方法研究了蜂窝晶格上半填充哈伯德模型中自旋液相的可能出现。我们发现磁性转变的临界相互作用强度略低于非磁性金属-绝缘体转变的临界相互作用强度。因此,随着相互作用强度的增加,半金属状态变成磁性绝缘体,并且不发生非磁性绝缘状态。因此,在该系统中没有实现以没有长程序的绝缘状态为特征的自旋液体状态。
2015-05-27 cond-mat.str-el
An exact chiral spin liquid with non-Abelian anyons
我们建立了一个手性自旋液体(CSL)的存在作为确切的基态的Kitaev模型的装饰蜂窝晶格,这是通过取代每个网站在熟悉的蜂窝晶格与三角形。CSL态自发地打破了时间反演对称性,但保留了其他对称性。有两个拓扑上不同的CSL由量子临界点分开。有趣的是,在拓扑非平凡(陈数$\pm 1$)CSL涡激发服从非阿贝尔统计。
2007-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Isostructural Mott Transition in 2D honeycomb antiferromagnet V$_{0.9}$PS$_3$
我们通过高压X射线衍射和输运测量观察到范德瓦尔斯蜂窝反铁磁体V $_{0.9}$ PS $_3$中的同构莫特绝缘体-金属转变。磁性范德华材料的MPX $_3$族(M表示第一行过渡金属,X是S或Se)目前是广泛和强烈关注的主题,但是钒化合物直到此时还没有被研究超出它们的基本性质。我们观察到绝缘可变范围跳跃型电阻率在V $_{0.9}$ PS $_3$,随着压力的增加,有效维数逐渐增加,随后过渡到金属电阻率温度依赖性在112和124千巴之间。金属态还表现出一个低温上升,我们暂时归因于近藤效应。在26-80 kbar之间观察到逐渐的结构变形,但在对应于绝缘体-金属转变的较高压力下没有结构变化。我们得出结论,绝缘体-金属过渡发生在没有任何扭曲的晶格-同构莫特过渡在一类新的二维材料,并在强烈对比的行为的其他MPX $_3$化合物。
2019-03-26 cond-mat.str-el
Anomalous Spin Dynamics of Hubbard Model on Honeycomb Lattices
本文利用O(3)非线性西格玛模型研究了光晶格中的蜂窝哈伯德模型。在金属-绝缘体相变附近发现了一种可能的量子非磁性绝缘体。我们研究了相应的磁性动力学,发现空穴掺杂可以加宽窄区。
2009-11-16 cond-mat.str-el
Quantum phases of hard-core bosons in a frustrated honeycomb lattice
利用精确对角化计算,我们研究了蜂窝晶格上硬核玻色-哈伯德-哈洛模型的基态相图。这允许我们探测Varney等人(2011 Phys. Rev. Lett. 107 077201),对各种变化,在原来研究的哈密顿。
2012-11-29 cond-mat.str-el
Spin-Orbit Exciton in a Honeycomb Lattice Magnet CoTiO$_3$: Revealing Link Between Rare Earth and Transition Metal Magnetism
利用非弹性中子散射研究了CoTiO $_3$单晶样品中的自旋轨道激子随温度的变化。CoTiO $_3$是一种蜂窝状磁体,具有主导的XY型磁相互作用和低于$\mathrm{T_N} \approx 38$ ~K的A型反铁磁序。我们发现,SO激子变得更软,但获得了更大的带宽,在顺磁相相比,在磁有序相。此外,仅在中间温度范围内观察到额外模式,因为样本被加热到高于低于$\mathrm{T_N}$的最低可达温度。在这种材料中观察到的这种不寻常的温度依赖性表明,它的基态($S_{\mathrm{eff}}=\frac{1}{2}$双峰)和激发态多重态是强耦合的,因此不能像在伪自旋模型中经常做的那样独立处理。我们的观察结果可以解释的多层次理论内的随机相位近似,明确考虑到地面和激发多重态。我们的理论最初是为了解释稀土磁体中磁激发的温度依赖性而发展的,它的成功突出了稀土系统中磁激发与具有强自旋轨道耦合的过渡金属系统中磁激发之间的相似性。
2020-07-07 cond-mat.str-el
Topological quantum phase transition driven by anisotropic spin-orbit coupling in trinuclear organometallic coordination crystals
我们展示了如何准一维相关绝缘状态出现在三分之二填充的有机金属多核配位复合物所描述的分层装饰蜂窝晶格。自旋-轨道耦合和电子关联的相互作用导致赝自旋-1矩排列在弱耦合链中,具有高度各向异性交换和大的三角分裂。这导致了量子相变从一个Haldom阶段的拓扑平凡相的自旋轨道耦合的相对强度增加。
2016-06-24 cond-mat.str-el
Coulomb correlations in the honeycomb lattice: role of translation symmetry
采用动力学集团近似(DCA)结合精确对角化(ED)和连续时间量子蒙特卡罗(QMC)方法,研究了蜂窝格子半满哈伯德模型中库仑关联的影响.这种方法与以前采用的团簇动力学平均场场论(CDMFT)之间的重要区别在于,DCA保留了系统的平移对称性,而CDMFT违反了这种对称性。由于蜂窝晶格的狄拉克锥是完美长程序的结果,DCA在小的现场库仑相互作用$U$下产生半金属行为,而CDMFT即使对于非常小的$U$也会产生假激发能隙。这两个集群的方法之间的基本差异被发现,无论是否ED或QMC被用作杂质求解器。在较大的值的$U$,缺乏平移对称性变得不那么重要,因此,CDMFT揭示了莫特间隙,在定性协议与大规模QMC计算。相比之下,在DCA中获得的半金属相甚至在$U$值下仍然存在,其中CDMFT和大规模QMC一致地显示Mott绝缘行为。
2013-03-09 cond-mat.str-el
Metal-free Stoner and Mott-Hubbard magnetism in 2D polymers with honeycomb lattice
本研究通过计算证实无金属二维聚合物中存在Stoner铁磁半金属与反铁磁Mott-Hubbard绝缘体,揭示了双位点蜂窝晶格的平带与狄拉克锥特性及电子关联的调控作用,开创了二维共轭聚合物π系统磁性研究新方向。
2023-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic Chern Insulators in a monolayer of Transition Metal Trichalcogenides
过渡金属三硫属化合物单层膜作为潜在的二维磁性材料受到了广泛的关注。该体系具有过渡金属离子的蜂窝结构,其中自旋轨道耦合和电子相关效应都起着重要作用。在这里,我们提出了在四分之一填充蜂窝晶格中实现磁性陈氏绝缘体的可能性。我们发现,内禀自旋轨道耦合和电子关联的相互作用打开了一个广泛的铁磁陈氏绝缘相的金属和正常的绝缘体之间的区域。在平均场近似下,给出了四分之一填充的Kane-Mele哈伯德模型的相图,讨论了Rashba自旋轨道耦合和最近邻相互作用对相图的影响.
2017-08-08 cond-mat.str-el
Phase diagram of the Hubbard model on a honeycomb lattice: A cluster slave-spin study
采用集团从旋方法研究了以掺杂$δ$和耦合$U$为参数的蜂窝晶格哈伯德模型的基态性质.在半填充,一个单一的直接和连续的半金属和反铁磁(AFM)绝缘体之间的相变被发现在$U_{\text{AFM}}=2.43t$是在格罗斯-奈夫-汤川普适性类,其中的交错磁化$M$和AFM能隙$Δ_{\text{AFM}}$之间的关系被建立为$M \propto Δ_{\text{AFM}}$,相比,$M \propto Δ_{\text{AFM}} ( \ln{Δ_{\text{AFM}}})^2$在正方形晶格的情况下。在$U_{\text{Mott}}=8.36t$,这是负责一个广泛的交叉周围$U_{c} = 5.4t$之间的弱耦合和强耦合制度的AFM状态,增加与$δ$,在正方形晶格的情况下,一阶半金属的底层顺磁性(PM)绝缘体莫特过渡得到证实。在掺杂系统中,在范霍夫奇点附近的可压缩性$κ$在$δ=1/4$的半金属原子力显微镜转变发生前的相互作用基本上被抑制,而$κ$附近的狄拉克点是非常接近的非相互作用,表明狄拉克锥结构的能量色散是相当强大的。在$U$ - $δ$平面的整体相图,包括四个制度:AFM绝缘体在$δ=0$为$U> U_{\text{AFM}}$,AFM金属与可压缩性$κ>0$或$κ<0$,和PM半金属,和AFM金属与$κ<0$只存在于一个非常小的区域附近的相边界之间的AFM和PM状态。
2022-01-23 cond-mat.str-el
Kitaev interactions between j=1/2 moments in honeycomb Na2IrO3 are large and ferromagnetic: insights from ab initio quantum chemistry calculations
Na $_2$ IrO $_3$,蜂窝状5 $d^5$氧化物,最近已被确定为Kitaev自旋晶格的潜在实现。这个自旋模型的基本特征是,对于从金属位点出现的三个金属-金属链接中的每一个,Kitaev相互作用仅连接垂直于由磁性离子和两个桥接配体定义的元格的自旋分量。事实上,双正交自旋分量沿着三个不同的链接耦合导致强烈的挫折效应和非平凡的物理。虽然实验表明Na $_2$ IrO $_3$中存在锯齿形反铁磁有序,但Kitaev和Heisenberg相互作用的符号和相对强度仍存在争议。在这里,我们报告的从头计算多体电子结构的计算结果,并建立最近邻交换是强各向异性的占主导地位的铁磁Kitaev部分,而海森堡的贡献是显着较弱的反铁磁。计算进一步揭示了对微小结构细节(如键角)的强烈敏感性。除了大的自旋-轨道相互作用,这种强烈的依赖于扭曲的Ir $_2$ O $_2$斑块挑出蜂窝状5 $d^5$氧化物作为一个新的游乐场实现非常规的磁基态和激发在扩展系统。
2014-01-11 cond-mat.str-el
A theory of the quantum spin liquid in the hyper-honeycomb metal-organic framework [(C$_2$H$_5$)$_3$NH]$_2$Cu$_2$(C$_2$O$_4$)$_3$ from first principles
利用Wannier轨道重叠建立了[(C $_2$ H $_5$)$_3$ NH] $_2$ Cu $_2$(C $_2$ O $_4$)$_3$的紧束缚模型.在Jahn-Teller扭曲的Cu中心$e_g$ Wannier轨道中引入相互作用,可以得到一个有效的海森堡模型。超蜂窝晶格包含两个对称的铜原子排列在耦合链不同的子晶格。一个子晶格是强二聚的,另一个形成各向同性反铁磁链。积分出最强的(二聚体内)交换相互作用,留下极弱耦合的海森堡链,与观察到的低温物理相一致。
2018-05-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orthogonal Dirac semimetal on honeycomb lattice and the electron spectral function in orthogonal metallic states
最近,人们引入了正交金属的概念,将哈伯德模型中从自旋表象的无序态重新解释为奇异的带隙金属态。我们将这一概念推广到蜂窝晶格上哈伯德模型的从旋表示。[\textbf{86},165134(2012)]发现了一种新的带隙金属态,即正交狄拉克半金属。这种状态对应于从自旋的无序相,具有与狄拉克半金属相同的热力学和输运性质,但它的单粒子激发是带隙的。更重要的是,对于一般的正交金属态,电子光谱函数,可能会在未来的角度分辨光电子能谱(ARPES)实验探测进行了研究。
2013-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Absence of a Spin Liquid Phase in the Hubbard Model on the Honeycomb Lattice
自旋液体是一种没有常规序参量的物质的新量子态,其中存在有限的电荷间隙,即使能带理论预测金属行为。在二维或更高维空间中寻找稳定的自旋液体是凝聚态物理中最具挑战性和最具争议性的问题之一。最近,据报道,石墨烯的模型,即,蜂窝晶格上的哈伯德模型可以在半金属(SM)和反铁磁绝缘体(AFMI)之间的相图的宽区域中显示自旋液体基态。在这里,通过进行数值精确的量子蒙特卡罗模拟,我们将以前的研究扩展到更大的集群(包含多达2592个网站),并发现,如果有的话,这个自旋液体区域的一个非常弱的证据。相反,我们的计算强烈表明SM和AFMI之间的直接和连续的量子相变。
2012-12-03 cond-mat.str-el
Layer Anti-Ferromagnetism on Bilayer Honeycomb Lattice
双层蜂窝晶格具有层间隧穿能,具有抛物线色散关系,导致两个子晶格之间电荷不平衡。本文利用胞腔动力学平均场论结合连续时间量子Monte Carlo方法研究了强关联双层蜂窝晶格上的金属-绝缘体和磁性相变。我们发现,在二聚体和非二聚体位置上的不同类型的磁性自发对称性破缺,导致了正常反铁磁体和层状反铁磁体之间的一种新的相变。我们绘制了相图作为温度,相互作用和层间跳跃的函数。最后,我们建立了一个光晶格中冷原子的实验方案,以便在以后的实验中观察到这些现象。
2014-01-17 cond-mat.str-el
Hidden Charge Order of Interacting Dirac Fermions on the Honeycomb Lattice
本文考虑蜂窝格子上扩展的半满哈伯德模型,考虑次近邻相互作用。使用泛函积分的方法,我们发现,集体波动抑制拓扑状态,而不是有利于电荷排序,与以前的数值研究。然而,我们表明,临界点是不是假定的半金属-莫特绝缘体品种。由于相互作用的阻挫性质,基态由具有{\it semi-Dirac}激发的新型隐藏{ \it metallic}电荷序描述。我们推测,这种转变是不是在Gross-Neveu普适类。
2018-10-23 cond-mat.str-el
Molecular dipoles in designer honeycomb lattices
光晶格中超冷原子的最新进展和表面科学的发展使得人工晶格的产生以及多体相互作用的控制成为可能。这样的系统提供了新的设置,以调查相互作用驱动的不稳定性和非平凡的拓扑结构。在本文中,我们探讨了分子电偶极子之间的相互作用,在一个二维三角形晶格与费米子跳跃的双重装饰蜂窝晶格主机狄拉克和平坦的带状态。我们发现短程偶极-偶极相互作用可以导致有序化为各种条纹和涡旋晶体基态。我们使用模拟退火和蒙特卡罗方法研究这些有序态和它们的热跃迁作为相互作用范围的函数。对于零波矢铁偶极序的特殊情况,将偶极-电子相互作用和整合出的电子导致一个六态时钟模型的偶极排序。最后,我们讨论了不同偶极阶数对电子能带结构和局域隧穿态密度的影响。我们的工作可能与“分子石墨烯”--排列在Cu(111)表面上的CO分子--的研究有关,这些研究已经使用扫描隧道光谱学以及光晶格中的超冷分子-费米子混合物进行了探索。
2021-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Bad topological semimetals in layered honeycomb compounds
研究了具有显著自旋轨道耦合的蜂窝状化合物中的Mott相变。在有限温度下,我们确定了一个新的半金属相之间的拓扑绝缘体和拓扑莫特绝缘体。这种半金属的特点是没有电荷间隙,没有准粒子和有间隙的自旋激发与非平凡的拓扑性质。虽然电荷传导是不相干的,涉及违反Mott-Ioffe-Regel限制的平均自由路径,自旋激发可以沿着边缘弹道传输,从而产生量子化的自旋电导。这种坏的拓扑半金属可以在过渡金属双钙属化物的某些扭曲双层中接近莫特转变的地方寻找。
2022-04-05 cond-mat.str-el
Higher-order topological corner and bond-localized modes in magnonic insulators
本研究在装饰蜂窝晶格中通过kekulé畸变实现二阶拓扑磁振子绝缘体,产生拓扑角模,而反kekulé畸变导致非拓扑键局域模,揭示了磁振子高阶拓扑相的独特机制。
2024-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic ground states of honeycomb lattice Wigner crystals
最近在二维莫尔材料中实现了由长程库仑相互作用稳定的晶格维格纳晶体态。我们采用大规模的非限制性Hartree-Fock技术来揭示蜂窝晶格维格纳晶体的磁相图。对于具有最大电荷间隙的三个晶格填充因子,n = 2/3,1/2,1/3,磁相图包含多个相,包括具有非共线和非共面自旋排列的相。我们讨论了磁化强度随外加磁场的演化,这有可能作为奇异自旋态的实验特征。我们的理论结果可能会被验证在云纹材料形成的第VI族过渡金属二硫属化物扭曲的同质双层。
2022-06-20 cond-mat.str-el
Correlated Dirac Fermions on the Honeycomb Lattice studied within Cluster Dynamical Mean Field Theory
在集团动力学平均场论的框架下,结合有限温度精确对角化,研究了蜂窝晶格中非局域库仑关联的作用。的顺磁性半金属到绝缘体的过渡被发现是在良好的协议与有限尺寸的决定性量子蒙特卡罗模拟和集群动态平均场计算的基础上的连续时间量子蒙特卡罗方法。正如预期的那样,临界库仑能量远低于局部或单位点制剂。短程关联显示,引起的赝隙和伴随的非费米液体的行为在一个狭窄的范围内低于莫特转变。
2010-10-22 cond-mat.str-el
Multiple Dirac Cones and Topological Magnetism in Honeycomb-Monolayer Transition Metal Trichalcogenides
单层石墨烯的发现开创了现代凝聚态物理的两个丰富领域:狄拉克半金属和原子级薄层材料。当这些趋势在具有自旋和轨道自由度以及强电子相关性的过渡金属化合物中再次相遇时,预计在物质拓扑态和莫特物理学的截面中会出现更多奇特的现象。在这里,我们表明,通过使用从头计算,单层形式的过渡金属trichalcogenides(TMTs),它具有蜂窝网络的过渡金属阳离子,可以表现出多个狄拉克锥与可调间隙的电子结构。此外,我们阐明了电子关联和载流子掺杂使多狄拉克半金属成为具有高陈数的拓扑铁磁体。我们的研究结果提出了蜂窝单层TMT的一个新的范式,探索相关的狄拉克电子和拓扑非平凡的磁性。反过来,这些材料独特的广泛特性将为原子级薄异质结构提供新的构建模块。
2018-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Frustrated spin models on two- and three-dimensional decorated lattices with high residual entropy
Institute of Biochemical Physics of RAS(俄罗斯科学院生物化学物理研究所)
研究二维和三维装饰晶格上的受挫自旋模型,发现其高残余熵特性,为设计高退相干量子磁体提供原理,并可能用于磁卡诺冷却和量子热机。
2026-02-09 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Magnetoelectric generation of a Majorana-Fermi surface in Kitaev's honeycomb model
研究了静磁场和电场对Kitaev蜂窝模型的影响。利用适用于Kitaev材料的电极化的强度算符,我们导出了在电场和磁场中二阶突现Majorana费米子的有效哈密顿量.我们发现,虽然单独每个扰动不定性地改变Kitaev自旋液体,交叉项在每个狄拉克节点诱导一个有限的化学势,从而产生一个马约拉纳-费米表面。我们认为这种无带隙相是稳定的,并表现出典型的金属现象,如线性的温度热容量和有限的,但非量子化,热霍尔响应。最后,我们推测在Kitaev材料实现这种物理的潜力。
2020-10-21 cond-mat.str-el
Computational design of $f$-electron Kitaev magnets: honeycomb and hyperhoneycomb compounds $A_2$PrO$_3$ ($A=$ alkali metals)
Kitaev自旋模型提供了一种精确的基态量子自旋液体,这在过去十年中激发了对其物质实现的探索。到目前为止,大多数的候选人被发现在$4d$ -和$5d$ -电子化合物,其中的低自旋$d^5$电子配置受到强自旋轨道耦合,包括一个Kramers的有效角动量$j_{\rm eff}=1/2$的双峰,并产生键依赖的各向异性相互作用在Kitaev模型。在这里,我们从理论上研究其他候选人在$4f$ -电子化合物的$f^1$电子配置上的准二维蜂窝和三维超蜂窝结构,$A_2$ PrO $_3$与$A$ =Li,Na,K,Rb和Cs。基于{ \it ab initio}计算,我们发现这些化合物在$Γ_7$态存在与$j_{\rm eff}=1/2$的自旋轨道纠缠Kramers双重态.通过构造紧束缚哈密顿量并进行微扰展开,我们发现$A_2$ PrO $_3$的低能磁性可以用有效自旋模型$J$-$K$-$Γ'$很好地描述.最显著的特征是Kitaev相互作用$K$是反铁磁性的,与手头的$d^5$候选者中的铁磁性相反。通过改变$A$ -位点阳离子系统地调节交换相互作用。因此,具有$A$ =Li和Na的化合物可能具有占主导地位的反铁磁$K$,但在$A$ =Rb和Cs的情况下,$J$主导$K$和$Γ'$。同时,通过对$J$-$K$- $Γ'$模型基态的精确对角化计算,我们绘制出了相图中模型参数的系统演化。我们的研究…
2019-12-07 cond-mat.str-el
Weak-field induced nonmagnetic state in a Co-based honeycomb
层状蜂窝磁体是Kitaev量子自旋液体(KQSL)的潜在实现,KQSL是一种具有长程自旋纠缠和精确可解哈密顿量的量子态。传统的磁有序态存在于所有目前已知的候选材料中,然而,因为哈密顿量中的非Kitaev项模糊了Kitaev物理。目前的实验研究的KQSL集中在4D或5D过渡金属为基础的蜂窝,其中强自旋轨道耦合可以预期,产生Kitaev相互作用,占主导地位的施加磁场。相比之下,对于基于3d的层状蜂窝磁体,自旋轨道耦合较弱,因此Kitaev物理学应该基本上不太容易获得。在这里,我们报告我们的研究BaCo 2(AsO 4)2,我们发现,与非Kitaev相互作用的磁序可以完全抑制由一个相对较低的磁场,产生一个非磁性材料,并意味着存在强的磁挫和弱的非Kitaev相互作用。
2019-10-18 cond-mat.str-el
Spin-Orbital Density Wave and a Mott Insulator in a Two-Orbital Hubbard Model on a Honeycomb Lattice
受扭曲双层石墨烯(TBG)中相关绝缘态发现的启发,我们研究了蜂窝晶格上双电子双轨道哈伯德模型.基于实空间密度矩阵重整化群(DMRG)模拟,我们发现了$U_c/t=2.5\sim3$周围的金属-绝缘体转变。在$U_c$附近,我们发现在公度波矢处有很强的自旋/轨道密度波起伏,伴随着较弱的非公度电荷密度波(CDW)起伏。自旋/轨道密度波动随系统尺寸的增加而增强,表明在二维极限下可能出现长程序。在更大的$U$,我们的计算表明,可能的自旋莫特绝缘体阶段没有自旋或轨道极化。我们的研究结果为扭曲双层石墨烯和其他多轨道蜂窝材料中的相关电子现象提供了新的见解。
2019-08-25 cond-mat.str-el
Ab-initio Insights on the Fermiology of $d^1$ Transition metals in Honeycomb lattice : Hierarchy of hopping pathways and spin-orbit coupling
本文结合第一性原理计算与最小跃迁 Hamiltonian,研究蜂窝晶格 d$^1$ MX$_3$ 中跃迁层级和自旋-轨道耦合如何将 SU(8) Dirac 半金属转变为具有不同 Fermi 面拓扑的补偿金属。
2023-08-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Conductivity of Dirac-like surface states in correlated honeycomb transition metal oxide Mott insulators
寻找具有新颖和不寻常电子特性的材料是凝聚态物理的核心,也是开发概念性新技术的基础。在这种背景下,相关的蜂窝过渡金属氧化物吸引了大量的关注,是一个可能的实验实现理论预测的磁性Kitaev交换和拓扑非平凡性的理论前景。Mott绝缘铱酸钠是这些材料中的典型,具有很好的前景,可以桥接具有拓扑结构的强关联系统,最终开辟一条通往具有奇异表面特性的宽带隙材料的道路。在这里,我们报告了对超高真空解理表面电子性质的深入研究,将输运测量与扫描隧道技术相结合,表明该材料中同时存在多个不同性质的导电通道。最重要的是,一个V形的状态密度和低的薄层电阻,尽管一个大的缺陷浓度,指向一个拓扑保护的表面导电性的贡献。通过将隧道过程中的电子态的可寻址性的问题,我们开发了一个框架,连接以前的实验结果以及理论考虑。
2020-05-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Designer metal-free altermagnetism in honeycomb two-dimensional frameworks
Technische Universität Dresden(德累斯顿工业大学);Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf(德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心);Yonsei University(延世大学)
本文通过分子设计策略,在蜂窝二维晶体中实现无金属交替磁性,揭示了方向依赖的π轨道重叠导致的自旋分裂和交替磁性起源,同时通过应变增强自旋分裂。
2026-04-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Honeycomb lattice iridate on the verge of Mott-collapse
通过La$^{3+}$取代Na$^+$离子合成新型蜂窝晶格铱酸盐(La,Na)IrO$_3$,实现由Ir锯齿链形成和动能增加驱动的Mott坍缩及金属态,揭示了拓扑化学控制对自旋轨道耦合Mott绝缘体的调控作用。
2022-09-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Correlated electron metal properties of the honeycomb ruthenate Na$_2$RuO$_3$
我们报告的多晶Na $_2$ RuO $_3$,一种层状材料,其中的Ru $^{4+}$($4d^4$配置)形成蜂窝晶格的合成和表征。发现最佳合成条件产生接近有序的Na $_2$ RuO $_3$($C2/c$相),如从飞行时间中子粉末衍射的改进评估的。磁化率测量揭示了一个大的温度无关的泡利顺磁性($χ_0 \sim 1.42(2)\times10^{-3}$ emu/mol Oe)没有证据的磁有序下降到1.5 K,并与动态磁相关的情况下,证明了中子散射光谱。本征磁化率($χ_0$)与索末菲系数$γ=11.7(2)$ mJ/Ru mol K $^2$估计从热容测量,给出了一个增强的威尔逊比$R_W\approx8.9(1)$,这表明磁相关可能存在于这种材料。虽然对压制颗粒的传输测量显示出非金属行为,但光电子能谱表明费米能下的状态密度很小但有限,这表明大块材料是金属的。除了电阻率测量,这可能已受到损害的近表面和界面效应,所有其他探针表明,钠$_2$ RuO $_3$是一种适度相关的电子金属。因此,我们的研究结果与早期的报道,Na $_2$ RuO $_3$是一个反铁磁绝缘体在低温下。
2020-09-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el