Unveiling the S=3/2 Kitaev Honeycomb Spin Liquids
S=3/2 Kitaev蜂窝模型(KHM)是一个耦合到静态Z $_2$规范场的量子自旋液体(QSL)态.利用自旋为3/2的SO(6)Majorana表示,我们找到了守恒元格通量在静态Z $_2$规范场中的精确表示,它类似于S=1/2 KHM,使我们能够在部分子平均场论中处理剩余的相互作用物质费米子扇区.我们发现了一个基态相图,包括gapped和gapless QSL。我们的部分子的描述是在定量协议与数值模拟,并进一步证实了添加一个$[001]$单离子各向异性(SIA),连续连接我们的模型与S=1/2 KHM的无隙狄拉克QSL。在弱$[111]$ SIA存在的情况下,我们在微扰理论中讨论了涌现的手征QSL。
2022-07-05 cond-mat.str-el
Proposal of realizing the Sachdev-Ye-Kitaev model from a Kitaev Spin Chain
本研究提出在Kitaev自旋链中实现SYK模型的方案,通过微扰相互作用解除马约拉纳零模简并得到有效SYK相互作用,证明可借助自旋算符近似模拟马约拉纳费米子的OTOC,为纯玻色系统模拟费米型SYK模型及相关物理提供新途径。
2024-12-12 cond-mat.str-el
Low temperature enhancement of ferromagnetic Kitaev correlations in α-RuCl3
在蜂窝状材料$α$ -RuCl 3中出现了相邻磁矩之间的Kitaev型相互作用。然而,这些Kitaev相互作用是否是铁磁性或反铁磁性的争论。与电子能量损失谱(EELS),我们研究了最低的激发整个莫特-哈伯德间隙,其中涉及的d4三重态的最终状态,因此是敏感的最近邻自旋自旋相关。在低温下,这些三重态的光谱权重强烈增强,根据光学数据。我们表明,磁关联函数,确定此EELS光谱权重是直接相关的Kitaev型自旋-自旋相关器和温度依赖性同意非常好的微观磁哈密顿量的结果$α$ -RuCl 3与铁磁Kitaev耦合。
2017-09-08 cond-mat.str-el
Spin correlations and phase diagram of the perturbed Kitaev model
本文根据扰动对Kitaev模型自旋关联函数的影响,对Kitaev模型的扰动进行了一般分类。我们得到了在这种微扰下自旋纠缠子呈现长程幂律行为的一个充分必要条件。我们证实了我们的结果通过研究的Kitaev模型的相图增加了一个回路项和扰动的伊辛项,在RVB平均场论。我们估计的自旋液相对这种扰动的稳定性,并表明,该模型表现出限制-解除限制从自旋液体反铁磁/自旋链/铁磁相以及拓扑量子相变带隙和无隙自旋液相之间的过渡。
2011-01-07 cond-mat.str-el
Proximate quantum spin liquids and Majorana continua in magnetically ordered Kitaev magnets
Technical University of Munich(慕尼黑工业大学);Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems(马克斯·普朗克复杂系统物理研究所);Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)(慕尼黑量子科学与工程中心)
研究接近Kitaev量子自旋液体的磁有序相的自旋激发谱,通过Majorana部分子理论分析Order-by-Disorder效应,并发现高能多自旋子连续谱机制,验证了Kitaev材料α-RuCl3的zigzag基态与实验一致。
2026-04-06 cond-mat.str-el
Defect-induced localization of information in 1D Kitaev model
本文用精确对角化研究含三类局部键缺陷的一维Kitaev模型,通过自旋关联与OTOC发现信息在缺陷处被俘获局域化,可用于缺陷检测与表征。
2024-01-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Quantum liquids of the S=3/2 Kitaev honeycomb and related Kugel-Khomskii models
本文研究S=3/2 Kitaev蜂窝模型的量子液体相,用SO(6) Majorana部分子平均场理论解释其反常特征,发现与Kugel-Khomskii模型的新严格可解联系,并分析了[111]单离子各向异性诱导的时间反演对称性破缺自旋液体的拓扑性质与热霍尔响应。
2023-08-12 cond-mat.str-el
Ferrimagnetic Kitaev spin liquids in mixed spin 1/2 spin 3/2 honeycomb magnets
本文通过超交换理论、部分子平均场和DMRG研究混合自旋1/2与3/2蜂窝磁体中的Kitaev模型,建立基态相图并发现四个量子自旋液体相,为实验实现混合自旋Kitaev磁体奠定基础。
2025-05-08 cond-mat.str-el
The Kekulé-Kitaev model: linear and non-linear responses and magnetic field effects
本研究针对Kekulé-Kitaev模型计算其线性与非线性响应,揭示了少物质费米子近似的可靠性,阐明了该模型在不同磁场下的相行为及磁通激发特性,并建立了其与Kitaev模型的态映射关系。
2025-01-10 cond-mat.str-el
Semiclassical echo dynamics in the Sachdev-Ye-Kitaev model
量子蝴蝶效应对小扰动的指数敏感性的存在已经争论了很长时间。最近,这个问题得到了越来越多的兴趣,由于建议探测混沌动力学和扰码使用的时间顺序的调制器。在这项工作中,我们研究了回声动力学的Sachdev-Ye-Kitaev模型下的有效时间反演的半经典方法。我们证明,在时间反演过程中引入的小缺陷导致从完美的回波,这使得可以确定一个李雅普诺夫指数$λ_L$的指数发散。特别地,我们发现$λ_L$是半经典运动方程的李雅普诺夫指数的两倍。这种行为归因于一个无序的时间顺序双换向器,类似于一个无序的时间顺序相关的增长。
2019-04-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Majorana Spin Liquids on a two-leg ladder
在Kitaev型模型中,利用轨道自由度实现了无间隙的Majorana轨道液体(MOL),利用自旋和轨道自由度实现了SU(2)不变的Majorana自旋液体(MSL).该模型是完全可解的Kitaev的部分子的方法,我们得到长波长的描述马约拉纳液体。MOL有一个无带隙模和幂律能量关联,而SU(2)MSL有三个无带隙模和幂律能量关联,它们分别对应于自旋、自旋-动量和局域能量观测值。我们研究了这种状态对远离精确可解点的扰动的稳定性。我们发现,MOL和MSL可以稳定对允许的短程部分子相互作用。我们还认为,这两个国家坚持后,允许$Z_2$规范场波动,在无隙模式的数量被保留,虽然与自由部分子平均场相比,扩大了一套可观的贡献。
2012-01-06 cond-mat.str-el
Approximating strongly correlated spin and fermion wavefunctions with correlator product states
我们探讨了关联函数乘积态对任意维关联波函数的近似。我们发现,他们包括许多有趣的国家,包括Laughlin的量子霍尔波函数,Huse和Elser的挫折自旋状态,Kitaev的复曲面代码。我们进一步建立他们的关系,常见的家庭变分波函数,如矩阵和张量积状态和共振价键态。对海森堡模型和无自旋哈伯德模型的计算表明,关联函数乘积态既能捕获二维关联(与系统宽度无关),也能捕获非平凡的费米子关联(没有符号问题)。在一维模拟中,关联函数的产品状态出现与矩阵产品状态具有可比数量的变分参数的竞争,这表明他们可能最终提供了一条路线,实际上概括的密度矩阵重整组更高的维度。
2009-10-29 cond-mat.str-el
Wegner's Ising gauge spins versus Kitaev's Majorana partons: Mapping and application to anisotropic confinement in spin-orbital liquids
本文提供了一个显式的Jordan-Wigner变换,将Wegner的Ising规范理论与Kitaev的Majorana部分子表述在方格上映射,并利用该映射研究了自旋轨道液体中由局域微扰引起的各向异性禁闭相变及弱耦合一维自旋链的演生。
2024-04-29 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el hep-lat
Vestiges of Topological Phase Transitions in Kitaev Quantum Spin Liquids
我们研究了$Z_2$量子自旋液体(QSL)之间的拓扑量子相变(TQPT)特征。在两个空间维度上,$Z_2$ QSL和它们的TQPT仅在零温度下($T=0$)被很好地定义,并且必须澄清它们在非零温度下的可观测特征。在这里,我们提出的痕迹之间的TQPT $Z_2$ QSL与马约拉纳费米子的霍尔热导率$κ_{xy}$在非零温度。$κ_{xy}/T$在TQPT附近显示出特征温度依赖性。我们认为,$T=0$附近的指数上升和$κ_{xy}/T$的峰值附近的巨大的激发能是可观察到的TQPT的烟雾枪信号。量子临界扇形温度依赖性被发现在TQPT。我们还进行了修改的Kitaev模型与次近邻相互作用的部分子平均场分析,发现TQPT的相位与不同的陈数和他们的痕迹自洽。我们讨论了我们的结果的影响,最近的实验在$α$ -RuCl $_3$。
2019-03-21 cond-mat.str-el
Monitored Quantum Dynamics and the Kitaev Spin Liquid
局域投影测量的量子线路动力学可以实现量子物质的丰富的纠缠态谱。受Kitaev量子自旋液体物理学的启发,我们研究了(2+1)维中涉及局域投影测量的量子线路动力学,其中被监测的轨道实现了(i)具有拓扑量子序的相位或(ii)具有纠缠熵对数违反面积律标度的“临界”相位以及长程三重纠缠。这些动力学的马约拉纳部分子描述,它提供了一个平衡概括的Kitaev蜂窝模型的部分子描述,允许分析理解这两个阶段的普遍性质,包括纠缠特性的稳定状态,系统的动力学接近平衡,和这些状态之间的相变。在拓扑有序阶段中,两个逻辑量子比特可以在初始状态下被编码,并且在系统的线性维度上以指数方式缩放的时间内被保护,而在临界阶段中没有量子信息的鲁棒编码。这些监测动态的广泛的数值模拟证实了我们的分析预测。
2022-07-06 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Dimensional reduction of Kitaev spin liquid at quantum criticality
本研究通过数值与理论方法,揭示了Kitaev自旋液体在磁场及键各向异性下经历无隙到无隙的Lifshitz转变,出现由一维量子临界链构成的中间相,最终进入部分极化相,并绘制了全面相图,展示了维度约化的新物理。
2024-03-18 cond-mat.str-el
Universal two-time correlations, out-of-time-ordered correlators and Leggett-Garg inequality violation by edge Majorana fermion qubits
在目前的工作中,我们提出的两个时间相关的马约拉纳边缘本地化费米子构成了一个新颖的和多功能的工具箱,用于评估的拓扑相位的1D开格。使用Kitaev模型的分析和数值计算,我们揭示了短时相关性衰减与特定的非时间有序关联函数族之间的普遍关系,这为系统状态的定量分析提供了直接的实验替代方案,无论是正常的还是拓扑的。进一步证明了两次相关的饱和具有序参量的特征。最后,我们发现,违反Leggett-Garg不等式可以指示拓扑正常的相变通过查看由配对的本地和非本地边缘马约拉纳费米子形成的不同的量子比特。
2018-06-22 cond-mat.str-el quant-ph
Dynamical Response of the Kitaev Spin Liquid under Third-Nearest-Neighbor Heisenberg Interaction
School of Physical Science and Technology, Lanzhou University(兰州大学物理科学与技术学院);Lanzhou Center for Theoretical Physics, Key Laboratory of Quantum Theory and Applications of MoE, Key Laboratory of Theoretical Physics of Gansu Province, Gansu Provincial Research Center for Basic Disciplines of Quantum Physics, Lanzhou University(兰州大学理论物理中心,教育部量子理论与应用重点实验室,甘肃省理论物理重点实验室,甘肃省量子物理基础学科研究中心);School of Physics, Hangzhou Normal University(杭州师范大学物理学院)
研究Kitaev自旋液体在第三近邻Heisenberg相互作用下的动力学特性,发现其诱导出相干的参数磁子模式和高能Majorana连续谱,揭示了磁序相变的临界条件及磁化场对磁序的影响。
2026-07-13 cond-mat.str-el
Kinetic Ferromagnetism and Topological Magnons of the Hole-Doped Kitaev Spin Liquid
通过DMRG模拟与parton平均场理论,揭示了空穴掺杂Kitaev自旋液体在微小跳跃强度下即可通过无序诱导有序机制破坏分数化并引发铁磁极化,各向异性交换则驱动其进入具有手性磁子的拓扑铁磁态。
2024-09-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Variational wavefunctions for Sachdev-Ye-Kitaev models
给定一类$q$ -定域哈密顿量,是否有可能找到一个简单的变分态,其能量是热力学极限下基态能量的有限分数?而产品状态往往提供一个肯定的答案,玻色子(或量子位)模型的情况下,我们表明,高斯态在费米子的情况下,如Sachdev-Ye-Kitaev(SYK)模型显着失败。这促使我们提出了一类新的波函数的SYK模型的启发变分耦合集群算法。我们引入静态(0+ 0 D)大$N$场论来研究这些态的能量、两点纠缠子和纠缠特性。最重要的是,我们证明了一个有限的无序平均近似比$r \approx 0.62$之间的变分和基态能量的SYK $q=4$。此外,变分态提供了一个精确的描述自发对称性破缺在一个相关的双味SYK模型。
2021-04-14 cond-mat.str-el cs.CC hep-th
Spin-basis wavefunctions for the one-dimensional Kitaev model
Indian Institute of Technology Madras(印度马德拉斯理工学院);Brock University(布鲁克大学)
本文针对一维Kitaev模型,提出适用于任意自旋S的自旋基波函数,验证其有效性并分析不同S下基态的简并性与构成,结果与精确对角化等数据吻合良好。
2026-07-31 cond-mat.str-el
Unveiling the phase diagram of a bond-alternating spin-$\frac12$ $K$-$Γ$ chain
解开在各种Kitaev材料中观察到的有趣现象的关键在于理解Kitaev($K$)相互作用和对称非对角$Γ$相互作用的相互作用。为了深入研究这些具有挑战性的问题,我们用密度矩阵重整化群方法研究了交替自旋键- $1/2$-$g_x$ - $g_y$-$K$ - $Γ$链的量子相图,其中$g_x$和$g_y$分别是奇数键和偶数键的键强。该相图由偶-Haldom($g_x > g_y$)和奇-Haldom($g_x < g_y$)相主导,其中前者是拓扑平凡的,而后者是拓扑保护相。在反铁磁Kitaev极限附近,存在两个以不同的非局域弦振荡器为特征的带隙的$A_x$和$A_y$相。相反,各向同性铁磁(FM)Kitaev点作为一个多临界点,两个拓扑相变满足。相图的其余部分包含三个破磁相。一个是六重简并FM $_{U_6}$相位,其中所有自旋平行于六位自旋旋转基中的$\pm \hat{x}$、$\pm \hat{y}$和$\pm \hat{z}$轴中的一个,而另外两个具有更复杂的自旋结构,其中所有三个自旋分量都是有限的。还讨论了后者中秩为2的自旋序的存在性。
2021-07-13 cond-mat.str-el
Disorder-free Sachdev-Ye-Kitaev models: Integrability and a precursor of chaos
本文提出两种无无序SYK模型,证明其可积性,并发现其OTOC早期指数增长,呈现混沌前兆,但无随机矩阵行为。
2025-01-20 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Complete Entanglement Structure of the Kitaev Honeycomb Spin Liquid from Exact Tensor Networks
University of Tokyo(东京大学)
本研究通过精确张量网络揭示Kitaev蜂窝自旋液体的完整纠缠结构,证明激发态在Gutzwiller投影后具有拓扑序,并推广至更广泛的Z2自旋液体模型。
2026-10-06 cond-mat.str-el
$\mathbb Z_2$ spin liquids in the higher spin-$S$ Kitaev honeycomb model: An exact deconfined $\mathbb Z_2$ gauge structure in a non-integrable model
本文通过Majorana部分子构造揭示高自旋Kitaev模型中局域守恒量即Z2规范通量,并证明半整数自旋模型中费米子型规范荷始终退禁闭,从而保证非平庸自旋液体基态的存在。
2023-04-13 cond-mat.str-el quant-ph
Majorana Fermion Mean-Field Theories of Kitaev Quantum Spin Liquids
本文使用基于不同Majorana费米子表示的parton平均场理论,确定了蜂窝晶格上各向异性Kitaev-Heisenberg模型的相图,发现两种表示在拓扑相变上结果一致,但在磁不稳定性和有限温度行为上存在差异。
2023-12-24 cond-mat.other cond-mat.str-el
Searching for superconductivity in doped triangular lattice Kitaev magnets
University of Toronto(多伦多大学);PsiQuantum;Flatiron Institute(平顿研究所)
研究三角晶格上Kitaev莫特绝缘体的掺杂效应,用均匀部分子平均场理论,发现不同\(K\)值下超导配对及相关序的变化,张量网络计算表明超导相关性受抑制,为探索如NaRuO₂等磁体的掺杂效应奠定基础。
2026-07-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Single-hole spectra of Kitaev spin liquids: from dynamical Nagaoka ferromagnetism to spin-hole fractionalization
本研究利用张量网络方法模拟单空穴掺杂Kitaev自旋液体基态的时间演化,揭示了铁磁耦合下动力学Nagaoka铁磁体的形成,以及反铁磁耦合下由holon和spinon平均场ansatz描述的分数化行为,证明空穴谱函数能提供丰富的自旋液体结构信息。
2024-03-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fractionalized fermionic multicriticality in anisotropic Kitaev spin-orbital liquids
本文通过部分子平均场理论和重整化群分析,研究了蜂窝晶格上各向异性Kitaev-Heisenberg自旋-轨道模型的低温相图,发现三相点处存在具有涌现SO(3)对称性的分数化费米子多临界行为。
2025-09-23 cond-mat.str-el hep-th
Chiral spin liquid in a generalized Kitaev honeycomb model with $\mathbb{Z}_4$ 1-form symmetry
本研究针对具有$\u2124_4$ 1-形式对称性的广义Kitaev蜂窝模型,通过解析与数值研究确定其为支持$\u2124(1)_{-8}$手征拓扑序的手征自旋液体,并探讨了$\u2124_N$型Kitaev模型的统一视角。
2024-08-04 cond-mat.str-el quant-ph
Anyon condensation and confinement transition in a Kitaev spin liquid bilayer
本文提出一个含非Abel Kitaev双层态与RVB态的具体自旋模型,通过parton理论和精确对角化证实二者相变源于任意子凝聚,并发现非Abel Ising任意子禁闭。
2024-02-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Absence of operator growth for average equal-time observables in charge-conserved sectors of the Sachdev-Ye-Kitaev model
量子置乱在理解封闭量子系统中的热化过程中起着重要的作用。通过这种效应,量子信息在整个系统中传播,并以非局域关联的形式隐藏起来。或者,它可以用海森堡图像中算子的复杂性和空间支持度的增加来描述,这种现象称为算子增长。在这项工作中,我们研究了无序全连接Sachdev-Ye-Kitaev(SYK)模型,我们证明了混乱是不存在的无序平均期望值的观察。详细地说,我们采用了典型的开放量子系统的形式主义表明,在平均和电荷守恒的部门内,运营商的演变是一个相对简单的方式,这是由他们的运营商的大小。该特征仅影响单次关联函数,并且特别地,它不适用于时间顺序外的干扰器,这是众所周知的,以显示加扰行为。利用这些发现,我们开发了一个累积量扩展的方法来近似的演化等时间观测。我们采用此方案,以获得适用于任意系统大小的分析结果,我们基准其有效性的精确数值。我们的研究结果揭示了SYK模型中观测量的动态结构,并提供了一个近似的数值描述,克服了标准方法对小系统的限制。
2023-03-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Is there a correlation length in a model with long-range interactions?
考虑一个长程Kitaev模型的例子,我们在一个长程相互作用的模型中寻找关联长度,该模型的关联函数远离临界点具有幂律尾而不是通常的指数衰减。事实证明,准粒子谱依赖于距离临界点的方式,允许识别标准的相关长度指数,$ν$。指数隐含地定义了相关长度$ξ$,当接近临界点时,该相关长度发散。我们表明,相关长度也体现在关联函数,但不是在其指数尾,因为没有。相反,$ξ$是标记具有不同指数的两个不同代数衰变之间的交叉的距离。在小于$ξ$的距离处,相关器以与临界点处相同的幂律衰减,而在大于$ξ$的距离处,相关器以更陡的幂律衰减得更快。对于该相关器,可以用$ξ$来公式化通常的缩放假设,其中$ξ$扮演缩放距离的角色。相关长度也留下了它的标记上的次级异常费米子相关器,但有趣的是,有一个制度的长程相互作用,其短距离的临界幂律衰减比其长距离的幂律尾巴更陡峭。
2021-07-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
A characterization of quantum chaos by two-point correlation functions
我们提出了量子多体混沌的一个特征:给定一组简单的算符,这些算符之间所有可能的对关联可以被组织成一个具有随机矩阵谱的矩阵.这种方法是特别有用的局部相互作用的系统,一般不显示指数李雅普诺夫增长的时间顺序的离散。我们通过数值研究Sachdev-Ye-Kitaev模型和一个具有随机磁场的一维自旋链(XXZ模型)证明了这一特征的有效性。
2020-07-23 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th