Chiral edge states and fractional charge separation in interacting bosons on a Kagome lattice
本文研究了Kagome格点上的扩展硬核Bose-哈伯德模型,边界条件为两条边.我们发现,尖锐的边缘解除简并冻结系统到一个条纹秩序在1/3和2/3填充零跳跃。在小的跳跃强度下,空穴自发地出现并分离成移动到系统边缘的分数电荷。这导致了一种新的边缘液相,其特征在于边缘附近的分数电荷和有限的边缘压缩性,但没有超流密度。可压缩性是由于边缘上的激发,其显示使人想起量子霍尔效应和拓扑绝缘体的螺旋对称性破缺。大规模的蒙特卡罗模拟证实了分析的考虑。
2013-04-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Valence Bond Solids and Their Quantum Melting in Hard-Core Bosons on the Kagome Lattice
利用大尺度量子蒙特卡罗模拟和双涡旋理论分析了具有近邻排斥的kagome晶格上硬核玻色子的基态相图。与三角形晶格的情况相反,在强相互作用下不会出现超固体。虽然在半填充时普遍存在均匀的超流体,但在密度为$ρ=1/3$和$ρ=2/3$时出现了两种新的固相。这些固体表现出玻色子密度的仅部分有序,允许在可果美晶格的六边形子集上的局部共振。我们提供了一个弱的一阶相变在量子熔点这些固相和超流体之间的证据。
2006-07-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Variational study of J1-J2 Heisenberg model on Kagome lattice using projected Schwinger boson wave functions
基于对Kagome晶格上自旋为1/2的海森堡反铁磁模型的兴趣,我们研究了具有反铁磁$J_2$耦合的$J_1$ -$J_2$模型中投射Schwinger玻色子(SB)波函数的能量.变分Monte Carlo计算结果表明,对于$J_2\gtrsim 0.08 J_1$和${\bf q=0}$ Jastrow型磁有序态,Sachdev的$Q_1=Q_2$ SB体系具有比Dirac自旋液体更低的能量.这项工作表明,投影SB波函数可以测试在同一个立足点上,作为他们的费米子同行。
2011-03-23 cond-mat.str-el
Wannier Permanent Wave Functions and Featureless Bosonic Mott Insulators on the 1/3 filled Kagome Lattice
我们研究紧束缚,非布拉维晶格上的玻色-哈伯德模型,每个单元格填充一个玻色子-因此分数位填充。在单位单元的整数填充时,既不需要对称性破缺也不需要拓扑顺序,并且原则上是平凡的和无特征的(即,绝缘子不允许损坏。我们证明了明确的建设一个家庭的波函数,这样一个无特征的莫特绝缘状态存在于1/3填充的kagome晶格,并构造哈密顿量,这些波函数是确切的基态。我们简要地评论了我们的结果与光晶格中冷原子的实验相关性。这样的波函数也产生1/3磁化平台状态的自旋模型中施加的字段。我们讨论的无特征莫特态可以推广到任何晶格,对于这些晶格,可以在必要的填充处找到对称指数局部化的Wannier轨道,并且它们的波函数由所有Wannier轨道上的积算式给出。
2013-03-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Superfluid-Insulator transitions of bosons on Kagome lattice at non-integer fillings
本文利用对偶性分析方法研究了Kagome晶格中无公度填充因子f=1/2和2/3时玻色子的超流-绝缘体跃迁。我们发现,在f=1/2时,玻色子总是处于超流相,并证明了由于Aharanov-Bohm笼效应导致的涡旋动力学局域化的对偶(骰子)晶格的T_3对称性是这一现象的核心。相反,当f=2/3时,我们发现玻色子在超流和平移对称破缺的Mott绝缘相之间存在量子相变。我们讨论了可能打破的对称性的莫特阶段,并阐述了这样一个过渡的理论。最后,我们将玻色子系统映射到磁场中的XXZ自旋模型,并利用所得结果讨论了该自旋模型的性质。
2006-07-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
High-Field Expansion Approach to Kagome Antiferromagnets with Dzyaloshinskii-Moriya Interactions
我们应用关联集团展开技术研究了具有海森堡和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的Kagome晶格上自旋半反铁磁体的极化高场相位。我们发现,当磁场位于Kagome平面时,不含π的单磁振子谱的狄拉克点对任意π都是鲁棒的。与通常的情况不同,在这里我们发现,改变的狄拉克点的位置仅仅改变了狄拉克点。与此相反,一个磁场的一个组成部分的戈薇平面间隙的频谱,导致拓扑磁振子带。通过计算能带陈数,我们绘制了耦合变化时的拓扑相图。一对相变被观察到,我们发现一个增强的热霍尔电导率附近的相边界。
2020-02-04 cond-mat.str-el
Z2 topological liquid of hard-core bosons on a kagome lattice at 1/3 filling
我们认为硬核玻色子的kagome晶格中存在的短程排斥相互作用,并特别侧重于填充因子1/3。在强相互作用极限下,低能激发可以用三角格子上的量子满包圈覆盖来描述。使用张量积状态为基础的方法和精确对角化技术相结合,我们表明,该系统具有扩展的Z2拓扑液相以及晶格双相。后者破坏晶格旋转对称性。通过调整模型中的参数,我们研究了拓扑相和对称破缺相之间的量子相变。我们使用到伊辛规范理论的映射来构造这种跃迁的临界理论,该理论预言这种跃迁属于O(3)普适类。
2015-05-22 cond-mat.str-el
Landscape of incompressible crystals of hard-core bosons on the square-kagome lattice
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)(洛桑联邦理工学院)
该研究采用分层平均场理论,在方-卡戈姆晶格硬核玻色子模型中发现了密度为3/4的稳定不可压缩态,其对应自旋1/2 XXZ模型的半磁化平台,且预测了相关材料的额外磁化平台。
2026-08-07 cond-mat.str-el
Schwinger boson theory of the J1,J2=J3 kagome antiferromagnet
本文沿J2=J3=J线研究自旋-1/2 kagome反铁磁体,利用Schwinger玻色子平均场理论确定相图,发现自旋液体在J=1/3前保持稳定,并在J=1/2时凝聚为长程手性序。
2023-06-27 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Nature of the spin liquid ground state in a breathing kagome compound studied by NMR and series expansion
在氟氧化钒化合物(NH $_4$)$_2$ [C $_7$ H $_{14}$ N][V $_7$ O $_6$ F $_{18}$ ](DQVOF)中,V $^{4+}$(3d $^1$,$S=1/2$)离子实现了由交替大小、共角的等边三角形组成的独特的、高度受抑的呼吸kagome晶格。在这里,我们提出了一个$^{17}$ O NMR研究DQVOF,隔离的呼吸kagome网络的局部敏感性。通过拟合级数展开,我们提取了呼吸kagome平面内的相互作用之比,$J_\triangledown / J_\vartriangle = 0.55(4)$,和平均反铁磁相互作用$\bar{J}=60(7)$ ~K。自旋晶格,$T_1$,测量揭示了一个基本上无带隙的激发光谱的最大间隙$Δ/ \bar{J}=0.007(7)$。我们的研究为进一步的理论研究提供了新的动力,以确定DQVOF所显示的无带隙自旋液体行为是否是其呼吸kagome晶格所固有的,或者它是否是由于对该模型的扰动,例如呼吸kagome平面中的V $^{4+}$离子与层间V $^{3+}$($S=1$)自旋的残余耦合。
2017-05-11 cond-mat.str-el
Dynamical spin correlations in kagome antiferromagnets: comparison of Abrikosov fermion and Schwinger boson approaches beyond mean field
Department of Physics, Graduate School of Science, Tohoku University(东北大学理学研究科物理系)
本文通过Abrikosov费米子和Schwinger玻色子两种部分子方法,比较了kagome反铁磁海森堡模型(含Dzyaloshinskii-Moriya相互作用)的动态自旋结构因子,发现两者在低能区结构不同,且超越平均场的多体效应显著降低自旋隙并增强低能谱权重。
2026-07-03 cond-mat.str-el
Unification of bosonic and fermionic theories of spin liquids on the kagome lattice
最近的数值研究为kagome晶格自旋1/2海森堡模型中的带隙$Z_2$量子自旋液体提供了强有力的证据。自旋液体的一个特点是对称性可以被分解,不同的对称性分解模式意味着不同的相。kagome自旋液体的对称性分馏模式仍有待确定。研究自旋液体的一种流行方法是将物理自旋分解为服从玻色(Schwinger玻色子)或费米(Abrikosov费米子)统计的部分子,然后在平均场论中处理。一个长期存在的问题是,这两种方法是否真正不同,或者以互补的方式描述同一阶段。在这里,我们表明施温格玻色子平均场(SBMF)结构中的所有8个$Z_2$自旋液相也可以用Abrikosov费米子来描述,从而统一了似乎相当不同的理论对。其关键思想是,对于$Z_2$自旋液体状态,允许一个SBMF描述的kagome晶格上,对称分馏的视觉是唯一固定的。我们发现两个很有希望的kagome Heisenberg模型的候选态,Sachdev的$Q_{1}=Q_{2}$ SBMF态和Lu-Ran-Lee的$Z_2[0,π]β$ Abrikosov费米子态,描述了相同的对称自旋液相.我们希望这些结果有助于在一个完整的规范的数值观察自旋液相。我们还讨论了一组$Z_2$自旋液相的费米部分子方法,自旋旋转和晶格对称性保护无带隙边缘状态,不承认SBMF描述。
2017-12-29 cond-mat.str-el
Rapid filling of the spin gap with temperature in the Schwinger-boson mean-field theory of the antiferromagnetic Heisenberg kagome model
利用Schwinger-boson平均场论,计算了自旋$1/2$反铁磁海森堡kagome模型在带隙$\mathbb{Z}_2$自旋液相Anglomeres中的低温动态自旋结构因子$0<T\ll J$.我们发现光谱间隙随着温度迅速填充,其中稳健的低能光谱权重由$Δ/3$的温度发展,其中自旋间隙为$2Δ$(即,$Δ$是自旋能隙)。这是由于自旋子的去限制导致了仅由$\exp(-Δ/T)$抑制的项。在更高的温度下,自旋子密度迅速增加,导致Schwinger-boson平均场方法的崩溃。我们认为,如果可以通过中子散射实验获得的不含杂质的光谱函数的kagome赫伯茨米特,温度依赖性的子隙重量可以提供不同的签名的$\mathbb{Z}_2$量子自旋液体。
2019-04-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el quant-ph
The Kagome Antiferromagnet: A Schwinger-Boson Mean-Field Theory Study
在Schwinger-boson平均场论的框架下研究了Kagomé晶格上的Heisenberg反铁磁体。给出了具有不同对称性的两种解。一种解决方案给出了一个传统的量子态与$\mathbf{q}=0$秩序的所有自旋值。另一个给出了自旋$S=1/2$的带隙自旋液态和自旋$S>1/2$的$\mathbf{q}=0$和$\sqrt{3}\times \sqrt{3}$有序的混合态。我们强调,混合态的静态自旋结构因子呈现两组峰。对于自旋$S=1/2$的情况,我们得到的能隙值与以前用其他方法计算的能隙值一致。我们还讨论了低温下的比热和磁化率等热力学量,并表明我们的结果与Mermin-Wagner定理是一致的。
2007-11-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Schwinger-Boson Mean-Field Study of the Anisotropic Kagome Antiferromagnet
University of Virginia(弗吉尼亚大学)
研究各向异性对蜂窝反铁磁体中自旋-1/2的影响,通过施温格尔-玻色平均场理论分析,发现各向异性重构低能自旋子部分,导致最低自旋子分支软化和双自旋子连续谱下移,并揭示了各向异性驱动自旋液体向磁序转变的微观机制。
2026-04-29 cond-mat.str-el
Chiral spin states in polarized kagome spin systems with spin-orbit coupling
我们研究了具有几何阻挫、自旋轨道耦合和铁磁性的量子自旋系统。我们认为,这样的系统很可能是在一个手征自旋状态,分数量子霍尔(HALH)状态玻色子自旋自由度。玻色子态的能量尺度与自旋轨道耦合和铁磁性的能量尺度相同--总体上比半导体中的玻色子态的能量尺度高得多。
2011-02-11 cond-mat.str-el
Non-perturbative linked-cluster expansions for the trimerized ground state of the spin-one Kagome Heisenberg model
我们使用非微扰的链接集群的扩展,以确定每个网站的自旋一海森堡模型的kagome晶格的基态能量。为此,引入了一个参数,允许在完全三聚化状态和各向同性模型之间进行插值。基态能量每网站的全图分解到6个三角形(18自旋)的图形显示了一个复杂的行为作为这个参数的函数接近各向同性模型,我们属性的发散部分系列的准一维无阻链图的图形扩展。更具体地说,这些发散可以追溯到耦合三角形的一维无阻链的量子临界点。有趣的是,重组的非微扰的连接的集群膨胀的集群与增强的对称性产生的基态能量,每个网站的各向同性的二维模型是在定量协议与其他数值方法,有利于自发三聚的系统。我们的研究结果是一般的重要性,任何非微扰的几何挫折系统上的连锁集团扩展。
2015-08-21 cond-mat.str-el
Schwinger boson study of the $J_1$-$J_2$-$J_3$ kagome Heisenberg antiferromagnet with Dzyaloshinskii-Moriya interactions
本文利用Schwinger玻色子平均场理论研究了具有DM相互作用和第三近邻交换的Kagome晶格Heisenberg模型,通过投影对称群分类发现了在自旋$S=0.5$下仍保持特殊稳定性的手性自旋液体新相。
2023-10-26 cond-mat.str-el
Interaction-driven fractional quantum Hall state of hard-core bosons on kagome lattice at one-third filling
人们越来越关注在能带绝缘体中实现物质的拓扑非平凡态,其中量子霍尔效应可以作为能带结构的本征性质出现。虽然正在进行的进展正在进行中的一些方向,实现新的相互作用产生的拓扑相位的可能性,而不需要编码在单粒子波函数或能带结构的非平凡不变量,可以显着扩展类拓扑材料,因此是非常重要的。在本文中,我们在kagome晶格上的扩展Bose-哈伯德模型中发现了一个相互作用驱动的拓扑相,其中非相互作用能带结构在布里渊区是拓扑平凡的,Berry曲率为零.利用无偏的密度矩阵重整化群方法,通过对基态简并度、边激发和任意准粒子统计等普适性质的刻画,证明了在宽参数范围内基态等价于玻色分数量子Hall Laughlin态.我们的工作为在常规有序固相的相边界上寻找相互作用诱导的拓扑相铺平了道路。
2015-11-25 cond-mat.str-el
The mobility of dual vortices in honeycomb, square, triangular, Kagome and dice lattices
众所周知,通过对偶变换,填充因子为$ f=p/q $的相互作用玻色子在晶格上的跳跃可以被映射为在受到波动的{ \em dual}“磁场“的对偶晶格上跳跃的相互作用涡旋。通过对偶元格的平均强度等于玻色子密度$ f=p/q $,因此涡旋的动力学项与电子在晶格中运动的Hofstadter问题相同在$ f=p/q $通量/小片存在下。受此映射的启发,我们研究了正方形、蜂窝形、三角形、骰子形和Kagome等5种常见的二分格和阻挫格上磁通量为$ f=p/q $时涡旋跳跃的Hofstadter带.我们还确定了最小值的数量和它们在最低频带中的位置。我们数值计算了这些晶格中最低Hofstadter带的带宽,发现除了Kagome晶格在奇数$ q $处外,它们都满足指数衰减律$ W = A e^{-cq} $,即使在最小的$ q $处也是如此.我们确定了5种不同晶格的$ (A, c) $。当采用$ q=2 $时,我们发现Kagome晶格和Dice晶格的最低Hofstadter带都是完全平坦的.这表明在Kagome和Dice晶格上,玻色子基态在最近邻跃迁的半填充状态下始终是超流态,而在三角形晶格中,玻色子基态经历了从超流到超固态的转变.
2006-07-07 cond-mat.str-el
Thermodynamics and phase transitions for the Heisenberg model on the pinwheel distorted kagome lattice
本文研究了在Rb_2Cu_3SnF_12材料中观察到的风车形畸变kagome晶格上的海森堡模型。实验相关的热力学性质在有限的温度下计算利用数值连接集群的扩展。我们还发展了一个基于Lanczos的零温度数值关联团簇展开,研究了风车扭曲晶格对均匀kagome晶格海森堡模型的逼近。我们发现了强有力的证据,相变之前,达到统一的限制,这意味着基态的kagome格点海森堡模型可能不是风车二聚化,是稳定的有限风车二聚化扰动。
2011-12-19 cond-mat.str-el
Staircase of crystal phases of hard-core bosons on the Kagome lattice
利用层次平均场论和精确对角化方法研究了任意密度下Kagome格点上具有最近邻排斥相互作用的硬核玻色子系统的量子相图.这个系统是同构的自旋S=1/2 XXZ模型存在的外部磁场,一个典型的例子,挫折的量子磁性。在非挫折制度,我们发现两个晶体相的密度1/3和2/3,熔化成超流相时,增加跳跃幅度,半定量协议与量子蒙特卡罗计算。在沮丧的制度和远离半填充,我们发现一系列的密度与1/3的权力相称的高原。更宽的密度平台(密度为1/3和2/3)是经典简并在伊辛极限的残余。当密度接近半满时,这种晶体相的阶梯融化成超流体,当用具有奇数个位点的簇计算时,它显示出有限的手征电流。在非相互作用极限下,晶体相和超流相的阶梯都占上风,这表明最低的无色散单粒子带可能是这种现象的根源。
2016-10-14 cond-mat.str-el
Quantum criticality of the kagome antiferromagnet with Dzyaloshinskii-Moriya interactions
研究了最近邻kagome反铁磁体在Dzyaloshinksii-Moriya相互作用下的零温相图。我们发展了一个具有玻色自旋子的Z2自旋液体和具有反铁磁长程序的相之间的转变理论。连接到最近的数值研究和实验进行了讨论。
2010-03-05 cond-mat.str-el
Tenth-order high-temperature expansion for the susceptibility and the specific heat of spin-s Heisenberg models with arbitrary exchange patterns: Application to pyrochlore and kagome magnets
本文给出了具有任意交换模式和任意自旋量子数s的海森堡模型的比热C的10阶高温膨胀和均匀磁化率χ.我们编码的算法在C++程序,允许得到明确的HTE系列具体海森堡模型。我们应用我们的算法烧绿石铁磁体和kagome反铁磁体使用几个Padé近似的HTE系列。对于烧绿石铁磁体,我们利用热膨胀系数χ的数据估算了居里温度T_c随自旋量子数s的变化。我们发现,虽然两种晶格的配位数相同,但T_c比简单立方晶格的T_c小。对于戈薇反铁磁体,自旋量子数s对磁化率的影响作为重整化温度T/s(s+1)的函数,在温度低至T/s(s+1)\sim 0.3时相当弱。另一方面,比热作为T/s(s+1)的函数明显取决于s。当增加s时,C(T)中的特征最大值单调地移动到T/s(s+1)的较低值。
2014-01-20 cond-mat.str-el
Competeing orders in spin-1 and spin-3/2 XXZ Kagome antiferromagnets: A series expansion study
利用级数展开法研究了具有不同XY各向异性参数$Δ$的自旋1和自旋$3/2$ Kagome晶格XXZ反铁磁体中$\sqrt{3} \times \sqrt{3}$(RT 3)和$q=0$(Q 0)磁序之间的竞争.哈密顿量被分成两部分:一个$H_0$,它有利于在所需的模式和$H_1$,这是在微扰理论中处理的级数展开的经典秩序。我们发现,RT 3和Q 0阶段的基态能量序列是相同的,直到六阶的扩展,但最终发生的选择,这取决于自旋和各向异性$Δ$。给出了基态能量和磁化强度的计算结果。这些结果与最近的自旋波理论和耦合团簇计算进行了比较。相图的系列结果接近自旋波理论的预测。对于自旋为1的海森堡点模型($Δ=1$),我们的结果与消失的序参量一致,即没有磁有序相。我们还发展了自旋为1的海森堡模型在三聚相中的基态能量的级数展开式。我们发现该相的基态能量低于磁有序相,支持了该模型中自发三聚相的存在。
2015-10-28 cond-mat.str-el
Spin structure factors of chiral quantum spin liquids on the kagome lattice
利用Schwinger-boson平均场论计算了kagome晶格上自旋为1/2的海森堡反铁磁体带隙手征自旋液态的动力学自旋结构因子。与静态(等时)结构因子相比,动态结构因子显示了手征自旋液体态时间反演对称性破缺的明显特征。特别地,动量反转$\bm{k} \to -\bm{k}$对称性以及围绕$Γ$点的六重旋转对称性丢失。我们强调其他有趣的功能,如一个相对平坦的发病的两个自旋连续的\emph{cuboc1}状态。我们的工作是基于Messio,Lhuillier和Misguich对时间反演对称性破缺的Schwinger-boson平均场态的投影对称群分类。
2016-09-13 cond-mat.str-el
Ground State and Elementary Excitations of the S=1 Kagome Heisenberg Antiferromagnet
利用精确对角化和集团展开方法研究了S=1 kagomé Heisenberg反铁磁体(KHAF)的低能谱.磁激发能隙的大小与最近对\mpynn的实验观察一致。与$S=1/2$ KHAF相反,非磁性激发具有与磁性激发相当的有限能隙。作为基态的物理图像,提出了六角单重态固体,并通过变分分析进行了验证。
2000-06-01 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Exotic phase diagram of a cluster charging model of bosons on the kagome lattice
本文研究了具有短程跳跃($t$)和排斥相互作用($V$)的kagome晶格上的硬核玻色子模型。该模型直接映射到kagome晶格上的易轴$S=1/2$ XXZ模型上,并且在大的$V/t$上也与三角晶格上的量子二聚体模型相关。利用量子蒙特卡罗(QMC)数值方法,我们绘制了该模型在半填充时的相图。在T=0时,我们表明,该模型表现出超流相在小$V/t$和绝缘相在大$V/t$,分离的连续量子相变在$V_c/t \approx 19.8$。T=0时的绝缘相似乎没有传统的对称性破缺,因此是均匀的莫特绝缘体(磁性语言中的“自旋液体”)。我们从基态的拓扑序出发,将该绝缘相描述为均匀的$Z_2$分形绝缘体,并估计了它的vison带隙。与此一致,加热绝缘体时没有明显的热相变。绝缘相,而不是顺利跨越到高温顺磁体通过中间合作顺磁制度。我们还研究了$V < V_c$的超流-正常热转变。我们发现,这是一个Kosterlitz无相变在小$V/t$,但改变为一个一级转变的$V$接近$V_c$。我们认为,这种一阶热转变是一致的存在下,附近的$Z_2$绝缘基态从超流基态冷凝双涡。
2007-07-02 cond-mat.str-el
Disorder by disorder and flat bands in the kagome transverse field Ising model
利用高场极限的高阶级数展开,研究了kagome和三角晶格上的横场伊辛模型.对于三角晶格,我们的结果证实了在三维XY普适类中的二阶量子相变。我们的研究结果表明,一个显着的例子,在两个维度的无序无序的情况下,戈薇晶格。后者如下从一个综合分析的基本差距在高和低领域的限制,这是保持有限的所有领域h。此外,kagome晶格的最低单粒子色散是非常平坦的,仅从1/h极限的8阶获得色散。这种行为可以追溯到本地模式的存在和它们的故障,这是直观地理解通过链接集群扩展。
2012-12-04 cond-mat.str-el
Spin Liquid States on the Triangular and Kagome Lattices: A Projective Symmetry Group Analysis of Schwinger Boson States
在Schwinger玻色子框架下,利用基于对称性的分析(投影对称群)研究了三角晶格和Kagomé晶格上的自旋液相。一个最大的八个不同的$Z_2$自旋液体状态被发现为每个晶格,保持所有的对称性。其中只有少数几个非零最近邻振幅进行了更详细的研究。在三角晶格中,只有两个这样的状态存在-第一个(零通量状态)是由Sachdev引入的众所周知的状态,它在自旋子的凝聚中导致120度有序状态。我们称之为$π$ -通量态的另一种解以前没有讨论过。自旋凝聚导致在布里渊区边缘中心的有序波矢,与120度状态相反。虽然零通量状态是更稳定的最近邻交换,我们发现,无论是下一个邻居的反铁磁交换或四自旋环交换(从哈伯德模型获得的符号)的介绍往往有利于$π$通量状态。在Kagomé晶格上得到了四个解-其中两个已经由Sachdev讨论过,它们在自旋凝聚中产生了$q=0$和$\sqrt{3}\times\sqrt{3}$自旋有序态。此外,我们发现了两个新的状态与显着更大的值的量子参数在磁有序发生。对于其中一个,这甚至超过了一,$κ_c\approx 2.0$在最近邻模型,表明如果稳定,可以保持自旋无序的物理值的自旋。这种状态也是稳定的环交换相互作用的符号来自哈伯德模型。
2006-10-24 cond-mat.str-el
Spin liquid phase in a $S=1/2$ quantum magnet on the kagome lattice
本文研究了半填充时具有短程排斥相互作用的硬核玻色子模型。利用量子蒙特卡罗(QMC)数值方法,我们发现该模型显示了一个连续的超流体到绝缘体的量子相变,指数为$z=1$和$ν\approx 0.67(5)$。绝缘体$\cI^*$具有短程密度和键关联、拓扑有序和指数衰减的空间视子关联,所有这些都指向$Z_2$分馏相。我们从能量的温度依赖性估计了$\cI^*$的vison带隙。我们的结果,连同硬核玻色子和$S=1/2$自旋之间的等价性,提供了令人信服的证据自旋液相在易轴自旋1/2模型没有特殊的守恒定律。
2006-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Weak first-order phase transition out of the classical kagome spin liquid
University of Oslo(奥斯陆大学)
通过自旋分量数展开,发现经典kagome海森堡反铁磁体的自旋液体在低温下通过弱一级相变进入√3×√3相,该相的有序矩在零温饱和。
2026-05-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Numerical Linked-Cluster Algorithms. I. Spin systems on square, triangular, and kagome lattices
我们讨论了最近推出的数值链接集群(NLC)算法,允许一个获得温度依赖性的量子晶格模型的性质,在热力学极限,从精确对角化的有限集群。我们目前的研究热力学可观的自旋模型的正方形,三角形和戈薇格。几种选择的集群和外推方法,加快收敛的NLC的结果,提出。我们还包括NLC结果与精确解析表达式(在可用的情况下),高温展开(HTE),有限周期系统的精确对角化(ED),和量子蒙特卡罗模拟的比较。对于许多模型和属性NLC结果实质上比HTE和ED更准确。
2007-06-22 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
A Series Expansion Study for Large Negative Quantum Renormalization of Magnon Spectra in the $S=1/2$ Kagome-Lattice Heisenberg Antiferromagnet Cs$_{2}$Cu$_{3}$SnF$_{12}$
本文用级数展开法研究了Cs$_{2}$Cu$_{3}$SnF$_{12}$的kagome磁子谱,发现高能色散向下形变且能量尺度减小约40%,通过拟合参数得到DM相互作用$D^{\parallel}=0.12J$,并指出磁子带压缩源于自旋子连续谱挤压。
2023-09-21 cond-mat.str-el
Thermometry for a Kagome Lattice Dipolar Rydberg Simulator
Universität Tübingen(蒂宾根大学);The University of Nottingham(诺丁汉大学)
本文提出一种结合相关性和局部易变性测量数据与高温展开方法的精确温度计方法,用于Rydberg原子镊子阵列。应用于最近的量子模拟实验,得到温度和熵值,表明需要进一步实验以达到可能的量子自旋液体态。
2026-04-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Magnetic susceptibility and specific heat of the spin-1/2 Heisenberg model on the kagome lattice and experimental data on ZnCu3(OH)6Cl2
本文采用高温展开和精确对角化方法计算了自旋为1/2的海森堡模型在kagome晶格上的磁化率和比热。我们将结果与Helton等人[Phys. Rev. Lett. 98,107204(2007)]。当k_BT/J~0.2时,我们的计算准确地再现了实验的磁化率,交换作用J~ 190 K,弱相互作用杂质自旋的贡献为3.7%。我们的比热计算和实验之间的比较表明,低温熵(低于~ 20 K)在ZnCu 3(OH)6Cl 2比在戈薇海森堡模型,在系统中的其他相互作用的可能签名较小。
2007-10-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Spatially Anisotropic Heisenberg Kagome Antiferromagnet
研究了kagome晶格上自旋为1/2的量子海森堡反铁磁体的准一维极限。晶格被分成反铁磁自旋链(交换J),它们通过中间“悬挂”自旋(交换J ')弱耦合。利用一维玻色化、重整化群方法和电流代数技术,在J '<<J的极限下确定了基态.我们发现悬挂自旋和链自旋形成了一个分别具有O(1)和O(J'/J)静态矩的螺旋,在其顶部,链自旋沿垂直于螺旋平面的轴呈现出较小的O[(J '/J)^2]反铁磁有序分量.
2008-10-29 cond-mat.str-el
Ground State of the Kagome Lattice Heisenberg Antiferromagnet
利用二聚体极限附近的级数展开,我们证明了Kagome晶格上海森堡反铁磁体的基态是一个具有36格点晶胞的价键晶体(VBC),每个格点的能量为$E/J=-0.433\pm0.001$ .正如Nikolic和Senthil所讨论的那样,它是一个“完美六边形”的蜂窝晶格。基态与具有最大数目的“完美六边形”的其它有序态(例如条纹有序态)之间的能量差为$0.001 J$级。具有周期性边界条件的36点系统的能量进一步降低了一定量的$0.005\pm 0.001 J$,与精确对角化一致。VBC的每个晶胞都有两个单重态,它们的简并度在展开式中没有提升到$6th$阶。我们估计该能量差小于$0.001 J$。两个领先的订单微扰理论发现最低能量的三重激发是色散和局限于“完美的六边形”。
2008-01-08 cond-mat.str-el
Kagome spin liquid: a deconfined critical phase driven by $U(1)$ gauge fluctuation
研究了可果美晶格上自旋最近邻反铁磁体$1/2$ XXZ的量子自旋液体相的性质。最近的数值计算表明,这样的可果美自旋液体是不敏感的XXZ各向异性和邻近的手性自旋液相。将这个问题重新表述为具有动态玻色子的$U(1)$格点规范理论,我们提出可果美自旋液体可以理解为一个由$U(1)$规范涨落从一个受保护的拓扑相和一个超流相之间的一个退禁闭临界点扩展的退禁闭临界相。最重要的是,这个QSL的稳定性是由规范涨落保证的,因此我们的描述必然超出了QSL的常规平均场结构。我们的工作也使一个有趣的临界自旋液体之间的联系,解除限制的临界性,对称性保护的拓扑相和拓扑秩序。
2016-11-19 cond-mat.str-el
Semion wave function and energetics in a chiral spin liquid on the Kagome lattice
近年来,在海森伯模型的几种变形中发现了手征自旋液态--一种由Kalmeyer和Laughlin于1987年首次提出的分数量子霍尔态的玻色子类似物。在这里,我们应用国家的最先进的数值技术的一个这样的模型,其中时间反演对称性的破坏驱动系统进入手性相。我们的方法使我们能够获得明确的矩阵产品状态表示的低位激发的手征自旋液体状态,包括拓扑非平凡的半离子激发。我们表征这些激发和研究他们的能量模型是朝着拓扑相变调整。
2015-06-10 cond-mat.str-el
Sign structures for short-range RVB states on small kagome clusters
我们扩展了Schwinger玻色子的结构,得到了Kagome晶格上简并共面经典态的共振价键对应的波函数。我们检查了36位星团中的所有84个,发现它们形成了一个狭窄的能带。在12位簇上,只有四个这样的状态,它们的叠加精确地解释了第二到第四精确对角化(ED)状态,而ED基态通过在q = 0的RVB状态上插入特定的两个vison来精确地再现。因此,我们建立了该团簇低能态的RVB符号结构。
2011-10-28 cond-mat.str-el
Chern-Simons theory of the magnetization plateaus of the spin-1/2 quantum XXZ Heisenberg model on Kagome Lattice
Kagome晶格上的阻挫自旋系统一直被认为是实现奇异自旋液相的一个有希望的候选者。最近,随着发现具有类似于可果美结构的材料,如Volborthite和Herbertsmithite,这些系统重新引起了人们的兴趣。在存在外部磁场的情况下,这些受抑系统可以引起磁化平台,其中在$m=\frac{1}{3}$处的平台被认为是最突出的。在这里,我们研究的问题,反铁磁自旋1/2量子XXZ海森堡模型的Kagome晶格通过使用Jordan Wigner变换,映射到一个费米子耦合到一个Chern-Simons规范场的问题的自旋。这种映射依赖于能够在晶格上定义一致的Chern-Simons项。使用最近开发的方法,严格扩展的Chern-Simons长期受挫Kagome格,我们现在可以正式的Jordan Wigner变换Kagome格。然后,我们讨论了可能出现的阶段,可以在平均场水平,从这个映射,并专注于具体的情况下,$\frac{1}{3}$填充($m=\frac{1}{3}$高原),并分析在我们的理论波动的影响。我们发现在$XY$各向异性的制度下,在$1/3$平台的基态相当于填充分数为$1/2$的玻色分数量子Hall Laughlin态,在$5/9$平台的基态相当于填充分数为$2/3$的第一玻色Jain子态。
2014-10-24 cond-mat.str-el
Quantum dimer model with extensive ground-state entropy on the kagome lattice
我们引入了一个量子二聚体模型的kagome晶格与动力学允许从3到6个二聚体共振周围的六边形。与先前研究的模型不同,不同的共振环出现不同的符号(由所涉及的二聚体数量的奇偶性给出)。这些符号在进行海森堡模型的最低阶重叠展开(Rokhsar and Kivelson 1988)时自然出现。我们证明了量子二聚体模型具有广泛的零温度熵和非常短的二聚体-二聚体关联。我们讨论了这种新的量子二聚体液体的自旋1/2海森堡模型的物理学上的戈薇晶格的可能相关性。
2003-02-07 cond-mat.str-el
Quantum spin liquid in a kagome lattice spin-1/2 XY model with four-site exchange
利用量子蒙特卡罗模拟研究了具有四格点环交换相互作用(K)的二维kagome晶格自旋1/2 XY模型(J)的基态相图.发现存在于小环交换区的超流相在(K/J)_c ~ 22处直接转变为Z_2量子自旋液体相,这与Balents,Girvin和Fisher提出的超流相有关[Phys. Rev. B,65224412(2002)].超流体和自旋液相之间的量子相变具有落在3D XY普适类中的指数z和ν,使其成为奇异XY* 量子临界点的候选者,由玻色子自旋子的凝聚介导。
2011-06-03 cond-mat.str-el
Effects of exchange distortions in the magnetic Kagome lattice
本研究探讨了扭曲的三角形磁相互作用的效果在Kagome晶格。使用Holstein-Primakoff展开,我们确定了各种磁配置的经典能量和自旋波模式的解析解。通过理解磁相图,我们表征了自旋波的变化,并检查了铁磁(FM),反铁磁(AfM)和120 $^{\circ}$相位的自旋畸变,这些相位是由可变交换相互作用产生的,并导致各种非共线相位,这为这些配置的实验表征和识别提供了更深入的理解磁指纹。
2020-12-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum Spin Liquid in a Breathing Kagome Lattice
最近的实验的钒氟氧化物材料DQVOF的动机,我们研究可能的自旋液相呼吸kagome晶格S=1/2自旋。通过投影对称群分析,我们确定了这种晶格上的费米子和玻色子$\mathbb{Z}_2$自旋液体的可能相,并建立了两者之间的对应关系。各向同性戈薇晶格上海森堡模型的基态本质是一个激烈争论的话题,$\mathbb{Z}_2$和U(1)自旋液体都被认为是合理的基态。使用变分蒙特卡罗技术,我们表明,一个带隙的$\mathbb{Z}_2$自旋液体出现作为明确的基态在存在这种呼吸各向异性。我们的研究结果表明,呼吸各向异性有助于稳定这种自旋液体基态,这可能有助于我们理解的实验结果,并有助于指导未来的数值研究这些系统。
2016-05-17 cond-mat.str-el
Valence Bond Solid Phases on Deformed Kagome Lattices: Application to Rb2Cu3SnF12
受最近实验的启发,我们研究了一系列形变Kagome晶格上反铁磁海森堡模型的量子基态.该变形的特征在于在某些晶格链接上的较弱的交换耦合(α *J),所述晶格链接适合于Rb2Cu3SnF12,其中α =1对应于理想的Kagome晶格。特别是,我们研究了可能的价键固相使用周围孤立的二聚体限制,二聚体系列扩展,自洽键算子平均场论理论的微扰理论。它示出的价键固相与36位的理想Kagome晶格的晶胞是相当敏感的一个小的晶格畸变中发现的Rb_2Cu_3SnF_12。结果表明,Rb_2Cu_3SnF_(12)的量子基态更可能是具有12位晶胞的价键固相,其中六个二聚体形成风车结构,导致变形的Kagome晶格中的基本三重态和单重态激发光谱发生强烈的改变.
2009-02-12 cond-mat.str-el
Ghost modes and continuum scattering in the dimerized distorted kagome lattice antiferromagnet Rb$_2$Cu$_3$SnF$_{12}$
高强度脉冲中子散射揭示了扭曲kagome晶格反铁磁体Rb $_2$ Cu $_3$ SnF $_{12}$的风车价键固态中的一组新的磁激发。的主导色散模式(2毫电子伏$<\hbarω< $ 7毫电子伏)的偏振被确定,并发现与二聚体系列扩展与强大的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用($D/J=0.18$)一致。一个弱色散模式附近的5 meV和移位的“鬼”的主模式是由于下面的$T=215$ K结构转变的扩大的单位细胞。在8 meV和10 meV之间的连续谱散射可以解释为kagome自旋连续谱的残余[T. H. Han等人,Nature 492,406(2012)]
2013-12-28 cond-mat.str-el
Emergent Potts order in the kagomé $J_1-J_3$ Heisenberg model
受钒铜矿BaCu $_3$ V $_2$ O $_8$(OH)$_2$物理性质的启发,我们研究了Kagomé晶格上的$J_1-J_3$海森堡模型,该模型被提出来描述该化合物的$J_1<0$和$J_3\gg|J_1|$ .经典的基态和可能的相变的性质进行了研究,通过分析计算和并行回火Monte Carlo模拟。对于$J_1<0$和$J_3>\frac{1+\sqrt{5}}4|J_1|$,基态并不都与哈密顿对称性相关。有序出现在低温下通过有序无序机制,有利于共线配置,并导致紧急$q=4$波茨参数。这引起有限温度相变。通过线性自旋波近似和高温展开研究了$S=1/2$模型的量子涨落效应。对于介于$\frac14|J_1|$和$\frac{1+\sqrt{5}}4|J_1|$之间的$J_3$,基态经历一系列半螺旋态,可能在低温下引起多个相变。
2020-07-31 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Q = 0 order in quantum kagome Heisenberg antiferromagnet
本文利用Schwinger玻色子平均场论理论研究了具有Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的最近邻Heisenberg模型,考虑了面内分量和面外分量。受Vesigniete实验结果的启发,我们首先研究了该模型的经典基态,并考虑了在大S极限下模拟经典基态的平均场近似。我们得到了该模型的基态相图,并计算了不同相的性质。我们还研究了上述模型的数值使用精确对角化的系统大小N = 30。我们比较了这两种方法所获得的结果。我们的结果与Vesigniete的实验结果一致。
2020-09-23 cond-mat.str-el
A Large-$S$ Study of Quantum Kagome Ice
我们提出了一个大的$S$研究量子自旋冰哈密顿量,介绍了黄,等人,[PRL 112,167203(2014)],在kagome晶格上。这个模型涉及到经典的戈薇冰,塞曼磁场$h$,和最近邻横向自旋翻转项$S^x_iS^x_j - S^y_iS^y_j$之间的竞争令人沮丧的伊辛项。Carrasquilla等人最近的量子蒙特卡罗(QMC)模拟,[Nature Communications,6,7421,(2015)],揭示了大伊辛相互作用和$h\neq 0$ --一种假定的量子自旋液体相的无序相的瓣。在这里,我们使用大- $S$展开来检查此模型的性质。我们发现,基态的性质一般有相同的趋势与QMC模拟中观察到的。特别地,大- $S$基态相图捕获了无序波瓣的存在。
2016-03-18 cond-mat.str-el
Kagome chiral spin liquid as a gauged U(1) symmetry protected topological phase
虽然一类自旋为1/2的kagome反铁磁体上的手征自旋液体(CSL)的存在目前已经在数值上得到了很好的证实,但仍然缺乏从晶格模型到低能拓扑场论的受控理论路径。这一点,我们提供了通过一个明确的建设,从重新制定的微观模型CSL作为格点规范理论,并推导出低能量形式的连续极限。一个关键的因素是认识到规范理论中的玻色子自旋子表现出$U(1)$受保护的拓扑(SPT)相,当将其$U(1)$整体对称性提升到局部规范结构(“规范”)时,就会产生CSL。我们建议,这样一个明确的晶格为基础的建设,涉及计量的SPT阶段,可以更普遍地理解拓扑自旋液体。
2016-01-05 cond-mat.str-el
Topological Nematic Spin Liquid on the Square-Kagome Lattice
自旋$-1/2$ kagome反铁磁体的基态仍然不确定,尽管几十年的积极研究。在这里,我们撇开这个有争议的问题,来讨论一个相关的基态性质,并且可能是同样丰富的,由角共享三角形组成的系统:正方形-kagome晶格(SKL)。我们的工作受到最近合成[Morita & Tohyama,J. Phys. Soc. Japan 87,043704(2018)]中提到的扭曲SKL化合物的启发。我们用非限制Schwinger玻色子平均场论(SBMFT)研究了它的自旋$-1/2$ $J_{1}$ - $J_{2}$相图.我们发现,除了同意与以前的研究,三个原始的阶段出现:两个无公度的订单和拓扑量子自旋液体与弱向列性。拓扑秩序的特点是特定规范不变量的通量和相位是稳定的实验相关的各向异性扰动下。最后,我们提供了动态结构因子的报告相,可以观察到的非弹性中子散射。
2019-09-27 cond-mat.str-el
Finite size effects in the Z_2 spin liquid on the kagome lattice
受最近发现的最近邻海森堡模型中的Z_2量子自旋液体态的启发,我们研究了当这个态被限制在有限周长的无限长圆柱体中时出现的“奇偶”效应。我们追求一个对偶分析,我们映射的有效Z_2规范理论从戈薇格到一个沮丧的伊辛模型的骰子格。出乎意料的是,我们发现,后者的理论,如果仅限于最近邻相互作用,是不足以捕捉这种效果。我们提供了一个解释,为什么进一步的邻居相互作用需要通过高温膨胀的有效哈密顿量。然后,我们进行投影对称群分析,以了解第二个邻居的相互作用可以引入,同时尊重晶格对称性。最后,我们定性地比较我们的结果数值计算的二聚运算符在我们的理论。具有奇数周长的系统表现出非零的二聚化,其随周长呈指数衰减。
2013-02-11 cond-mat.str-el