Spin Density Wave versus Fractional Magnetization Plateau in a Triangular Antiferromagnet
报道了在量子阻挫反铁磁绝缘体Cs $_2$ CoBr $_4$中实现的高度非经典的无公度自旋密度波(SDW)态.在著名的伊辛自旋链的情况下,在这里的SDW是稳定的凭借竞争平面链内各向异性和挫折链间交换。与SDW相相邻的是宽的$m = 1/3$磁化平台,其可以被视为SDW状态到上-上-下(UUD)自旋结构中的相称锁定。这代表了三角形量子磁体中长期寻求的SDW-UUD转变的第一个例子。
2022-08-18 cond-mat.str-el
Fractional and composite excitations of antiferromagnetic quantum spin trimer chains
利用量子MonteCarlo、精确对角化和微扰理论,通过改变三聚体间和三聚体内耦合强度之比$g=J_2/J_1$,研究了$S=1/2$反铁磁海森堡三聚体链的能谱.三聚体的双重基态形成由海森堡链描述的有效相互作用的$S=1/2$自由度。因此,当$g=1$时宽度为$\propto J_1$的常规双自旋连续谱演变为当$g\to 0$时宽度为$\propto J_2$的类似连续谱。中能和高能模式被称为\emph{doublons}和\emph{quartons},它们随着$g$的增加而分裂,形成传统的自旋连续体。特别地,在$g \approx 0.716$,低能自旋子分支和混合双光子、量子子和自旋子的高能带之间的间隙闭合。如果能识别出具有线性三聚体结构和$J_2<J_1$的准一维量子磁体,那么这些特征在非弹性中子散射实验中应该是可以观察到的。我们的结果可能为探索高能分数激发打开一扇窗。
2022-01-12 cond-mat.str-el
Fractional and Integer Excitations in Quantum Antiferromagnetic Spin 1/2 Ladders
量子反铁磁自旋1/2两腿梯子的光谱密度计算在前所未有的细节。这些结果是由于最佳选择的酉变换实现了一个重大的方法上的进步。该方法是基于着装整数激励。相当大的重量被发现在高能量的两粒子部门。分数自旋物理学的先驱出现意味着没有必要诉诸分数激发,以描述在更高的能量的功能。
2001-09-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum Number Fractionalization in Antiferromagnets
这是一个教学介绍的数学1维自旋1/2反铁磁体。涵盖的主题包括Haldane-Shastry哈密顿量,矢量“超荷”,守恒自旋流,自旋子,超对称Kuramoto-Yokoyama哈密顿量和holon。
1998-02-17 cond-mat.str-el hep-th
Confinement of fractional excitations in a triangular lattice antiferromagnet
本研究通过高分辨率光谱揭示三角晶格反铁磁体Cs$_2$CoBr$_4$的磁激发并非连续谱,而是类似“塞曼阶梯”的束缚态,即分数激发被约束为有限宽度扭结,并阐明了其二维特性。
2023-06-23 cond-mat.str-el
Spin density wave, Fermi liquid, and fractionalized phases in a theory of antiferromagnetic metals using paramagnons and bosonic spinons
该研究通过将顺磁子分数化为玻色自旋子,构建规范理论描述赝隙金属,揭示小费米面、费米液体及自旋密度波相等,并追踪光电子谱的量子相变演化。
2023-11-18 cond-mat.str-el
Invariant structure of the hierarchy theory of fractional quantum Hall states with spin
我们描述了具有自旋的阿贝尔分数量子霍尔系统的不变结构。它出现在一个概括的晶格描述的极化层次,包括部分极化和非极化基态系统。我们制定,使用自旋-电荷分解,应满足的条件,使描述是SU(2)不变的。在自旋单重态层次结构中,我们发现SU(2)对称性的数目与层次的数目一样多。我们证明了具有自旋的系统存在自旋和电荷晶格。电荷和自旋自由度在其本体中的"胶合“由晶格胶合理论描述。
1996-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Conformal field theory construction for nonabelian hierarchy wave functions
分数量子霍尔效应是拓扑有序相的典型例子。它最吸引人的方面之一是各种各样的不同的拓扑秩序,可以实现,特别是nonabelian的。在这里,我们分析了一类非阿贝尔分数量子霍尔模型状态,这是广义的阿贝尔Haldane-Halperin层次。我们导出了它们的拓扑性质,并证明了准粒子服从su(q)_k型非交换融合规则。对于这些状态的一个子集,我们能够推导出共形场论的描述,使拓扑性质-特别是编织-状态的表现。我们研究的模型状态提供了明确的波函数的各种有趣的拓扑顺序,这可能是相关的某些分数量子霍尔态中观察到的第一激发朗道能级。
2017-12-12 cond-mat.str-el
Nematicity and fractional magnetization plateaus induced by spin-lattice coupling in the classical kagome-lattice Heisenberg antiferromagnet
利用改进的蒙特卡罗方法研究了自旋-晶格耦合对经典kagome晶格海森堡反铁磁体磁性的影响。晶格模式由爱因斯坦位置声子表示,除了最近邻双二次相互作用之外,它还引入了有效的更远邻自旋相互作用。在弱SLC中,宏观简并共面基态保持在零场,而$\sqrt{3} \times \sqrt{3}$有序相伴随着1/3磁化平台出现在外部磁场。在强SLC中,我们发现了一个在零磁场下的1/9级和一个与$3 \times 3$共线级相关的1/9磁化平台。在1/9-和1/3-平台态之间的相变附近,单自旋翻转中的遍历性实际上被打破,并且出现慢动力学。我们建议,相关的KHAF与强大的SLC将实现在尖晶石基材料。
2022-05-21 cond-mat.str-el
Fractional S^z excitation and its bound state for the S=1/2 antiferromagnetic zigzag spin chain in a magnetic field
我们证明,畴壁型激发携带分数磁化$S^z=\pm1/3$和它们的束缚态描述的低能量物理的1/3平台的反铁磁锯齿形自旋链在强阻挫区。特别是,我们讨论的相关性,这样的畴壁激发的磁化曲线的特性:1/3平台伴随着自发对称性破缺的翻译,尖点奇点以上和/或以下的平台,和奇偶效应的磁化曲线。
2005-05-30 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Non-perturbative approach to quantum liquid ground states on geometrically frustrated Heisenberg antiferromagnets
我们对kagome和三角格点上的几何阻挫量子自旋系统给出了一个扭曲算符的论证,从而将Lieb-Schultz-Mattis(LSM)和Oshikawa-Yamanaka-Affleck(OYA)定理推广到这些系统.由于几何阻挫格点的多重子格点和非正交基矢的存在,几何阻挫格点的等效大规范变换不同于非阻挫格点。对零外磁场下的$S=1/2$ kagome Heisenberg反铁磁体的研究给出了存在具有有限激发隙和分数激发的二重简并基态的判据.在有限场,我们预测各种高原在分数磁化强度,类比整数和分数量子霍尔态的主要序列。这些平台对应于单位晶胞中具有固定数量的单态和自旋子的带隙量子液体基态。对三角形晶格的类似分析预测在$1/3$处的单个分数磁化平台。我们的结果与数值和实验研究广泛一致。
2019-10-10 cond-mat.str-el
Fractionalized excitations in the spin liquid state of a kagomé lattice antiferromagnet
磁性材料中可能会出现新的物理学,其中量子涨落由于维度的降低和强烈的挫败而增强。一个长期寻找的例子是共振价键(RVB)状态,其中原子磁矩是强相关的,但即使在T -> 0的极限下也不会有序或冻结。RVB的基态不破坏传统的对称性,如晶格平移或自旋旋转。这种量子自旋液体在二维空间中的实现将代表一种新的物质状态。人们认为自旋液体物理在高温超导现象中起着重要的作用,自旋液体状态的拓扑性质可能在量子信息领域中有应用。我们提出了自旋1/2 kagomé晶格反铁磁体ZnCu 3(OD)6Cl 2(也称为herbertsmithite)的单晶样品的自旋激发的中子散射测量。我们在二维磁体中观察到的自旋连续体是第一个引人注目的。这些结果可以作为赫氏体中量子自旋液体状态的关键指纹。
2013-07-18 cond-mat.str-el
Spinon Fractionalization from Dynamic Structure Factor of Spin-1/2 Heisenberg Antiferromagnet on the Kagome Lattice
利用密度矩阵重整化群方法研究了kagome格点上S = 1/2海森堡模型的动力学自旋结构因子。通过与相图中定义明确的磁有序态和手性自旋液体相比较,具有最近邻相互作用的KAFM表现出明显的动力学响应行为。首先,DSSF主要在动量空间Q = M点附近的低频区域显示出重要的谱强度,而在高频区域沿扩展布里渊区边界的动量显示出较宽的谱分布。其次,从动量和能量分辨的DSSF中识别出自旋子激发谱,与邻近的手征自旋液体相比,它表现出临界行为,其谱强度大大降低。通过加入弱的Dzyaloshinkiii-Moriya相互作用,DSSF表现出对边界条件的强烈敏感性,更符合无隙自旋液体。这些结果捕捉到了在非弹性中子散射测量中的主要观察结果,并表明了具有分数自旋子激发的基态的自旋液体性质。通过跟踪DSSF穿过CSL和磁有序相之间的量子相变,我们确定了驱动量子相变的自旋凝聚。
2018-04-10 cond-mat.str-el
Link between the hierarchy of fractional quantum Hall states and Haldane's conjecture for quantum spin chains
我们研究了$ν=1/3$分数量子霍尔态在远离Tao-Wellless极限处的强耦合展开,并表明主导量子涨落导致了一个缺乏宇称对称性的有效自旋1哈密顿量。通过对能级、低位激发的离散对称性和弦序参量的分析,证明了$ν=1/3$分数量子霍尔态与Haldom相和大$D$相都是量子连接的,并且具有与普通态对偶的弦序参量.这一结果表明自旋链的Haldom猜想(推广形式)与分数量子霍尔效应之间有密切的联系。
2010-05-13 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Fractional antiferromagnetic skyrmion lattice induced by anisotropic couplings
磁Skyrmions是一种具有纳米级缠绕自旋织构的拓扑孤子,在自旋电子学中有着广泛的应用前景。到目前为止,已经在各种磁体中观察到Skyrmions,这些磁体表现出相邻自旋的几乎平行排列,但理论上,具有反平行相邻自旋的Skyrmions也是可能的。后者,反铁磁skyrmions,可以允许更灵活的控制相比,传统的铁磁skyrmions。在这里,通过结合中子散射和蒙特卡罗模拟,我们表明,一个分数反铁磁skyrmion晶格与初期meron字符是稳定的MnSc $_2$ S $_4$通过各向异性耦合。我们的工作表明,理论上提出的反铁磁skyrmion可以在实际材料中稳定,并代表了实现反铁磁skyrmion为基础的自旋电子器件的重要一步。
2020-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The view of TK-SVM on the phase hierarchy in the classical kagome Heisenberg antiferromagnet
我们说明了张量核支持向量机(TK-SVM)可以探测隐藏的多极秩序和涌现的经典kagome海森堡反铁磁体的局部约束。我们证明了TK-SVM以无监督的方式学习有限温度相图。此外,凭借其强大的可解释性,它确定了张量四极和八极订单,这定义了一个双轴$D_{3h}$的自旋,和当地的约束,根据共面状态的选择。然后,我们讨论的相位,这可以推断出从分析序参量和SVM偏置参数的无序层次。为了完整起见,我们提到,机器还在极低温度下拾取偶极通道中的主要$\sqrt{3} \times \sqrt{3}$相关性,然而,与四极和八极阶相比,这些相关性很弱。我们的工作表明,TK-SVM可以促进和加快分析经典的挫折磁铁。
2020-09-17 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el physics.comp-ph
Fractional corner magnetization of collinear antiferromagnets
最近的研究表明,绝缘体的电多极矩导致局部的铰链和角落的样品的分数电荷。我们在这里探讨这种关系的磁类比。我们发现,共线反铁磁体与自旋$S$定义在$d$维立方晶格功能分数量子化磁化$M_{\text{c}}^z=S/2^d$的角落。我们发现,量子化是强大的,即使在存在的无隙激发起源于自发形成的Néel顺序,虽然本地化长度发散,这表明幂律本地化的角落磁化。当关于$z$轴的自旋旋转对称性被明确打破时,角磁化不再被急剧量子化。即使在这种情况下,我们数值上发现,从量子化值的偏差是可以忽略不计的小基于量子蒙特卡罗模拟。
2021-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Ground states of quantum antiferromagnets in two dimensions
我们探讨的基态和量子相变的二维,自旋S=1/2,反铁磁体的广义晶格模型和对偶变换引入的Sachdev和Jalabert(Mod. B4,1043(1990),http://onsager.physics.yale.edu/p32.pdf)。正方形晶格反铁磁体的“最小”模型是量子非线性西格玛模型的晶格离散化,以及施加自旋量子化的Berry相位。在完全SU(2)自旋旋转不变性的情况下,我们发现弱耦合下的磁有序基态为Neel序,强耦合下的束缚顺磁基态为键荷(如自旋Peierls)序.我们研究的机制,这两个国家是连接在中间耦合。我们扩展了极小模型,研究了基态中不同的分数化和去禁闭途径,并将其推广到单轴各向异性的情况(自旋对称群为U(1))。对于后者系统,分馏可以出现在易平面中交错自旋顺序的涡旋配对;然而,我们认为,这条路线不会幸存的SU(2)自旋对称性的恢复。对于SU(2)不变的系统,我们研究了一个单独的路线与希格斯相的复杂玻色子测量非共线,螺旋自旋相关的分数化:我们提出的相图显示之间的竞争磁秩序,键荷秩序,和分数化,并讨论了各种状态之间的量子跃迁的性质。一个强有力的检查我们的方法提供了他们的应用程序S=1/2挫折反铁磁体在一维:在这里,我们的结果是完全符合玻色化和可积模型的解决方案所获得的。
2001-08-24 cond-mat.str-el
Recent progress in quantum spin liquids, fractional magnetization plateaus, and unconventional superconductivity in kagome lattices
本文综述了锯齿晶格中量子自旋液体、分数磁化平台和非常规超导性的最新研究进展,涵盖理论方法与实验发现。
2025-12-18 cond-mat.str-el
Hierarchy of fractional Chern insulators and competing compressible states
本文研究了无色散陈氏带中相互作用电子的相图随电子填充的变化。在填充数ν=1/3,2/5,3/7,4/9,5/9,4/7,3/5以及填充数ν=1/5,2/7时,我们发现了不可压缩态的层次多重态.这些都占了一个类比的Haldom赝势提取的分析两个粒子的问题。与标准分数量子霍尔物理学的重要区别是惊人的:在单个能带中没有粒子-空穴对称性,出现了相互作用诱导的单空穴色散,随着ν的增加,它会扰动并最终使不可压缩态不稳定。由于这个原因,在我们的系统中,当ν=2/3时,态的性质很难确定,而ν=5/7,4/5似乎不是不可压缩的。
2012-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Excitonic fractional quantum Hall hierarchy in Moiré heterostructures
本研究针对具有两个平陈数±1谷能带的系统,揭示了填充因子ν=1下的激子型分数量子霍尔相层级,并探讨了其与双层石墨烯/六方氮化硼莫尔异质结构的相关性。
2020-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The Hierarchy of Incompressible Fractional Quantum Hall States
分数量子霍尔系统中产生不可压缩量子液体(IQL)态的关联由描述一对费米子在简并朗道能级(LL)中相互作用的赝势$V(\mathcal R)$确定,该赝势是相对对角动量$\mathcal R$的函数. $V(\mathcal R)$已知用于许多不同的费米子系统,例如最低朗道能级(LL 0)或第一激发朗道能级(LL 1)中的电子,以及用于Laughlin-Jain IQL态的准粒子。只有当$V(\mathcal R)$满足某些条件时,才会出现Laughlin相关,即避免具有最小$\mathcal R$值的对态。我们表明,Jain的复合费米子(CF)图片是有效的,只有当满足必要的条件Laughlin相关性,我们提出了一个严格的理由CF图片,而不需要引入一个“无关”的平均场能量尺度。LL 1中的电子和IQL态中的准电子(例如CF LL 1中的QE)不一定支持劳克林相关性。对费米子小系统(LL 0或LL 1中的电子,CF LL 1中的QE)的数值对角化研究,使用适当的赝势$V(\mathcal R)$,显示出不同类型的相关性的明确证据。对于有限的$N$值范围,LL简并度$g=2\ell+1$和发现IQL态的费米子数$N$之间的关系是已知的。然而,没有简单的直观模型,我们已经尝试令人满意地描述所有的系统,我们已经研究。讨论了几种简单模型的成功与不足,并对进一步研究提出了建议。
2009-06-29 cond-mat.str-el
$\mathbb{Z}_2$ Vortex Crystals in Tetrahedral Antiferromagnets: Fractional Charges and Topological Magnons
Aoyama Gakuin University(青山学院大学);University of Münster(明斯特大学);Johannes Gutenberg University Mainz(美因茨约翰内斯·古腾堡大学);University of Duisburg-Essen(杜伊斯堡-埃森大学)
研究在四面体反铁磁体中发现$\mathbb{Z}_2$旋涡晶体,揭示其分数电荷与拓扑磁子特性。
2025-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Numerical study of fractionalization in an Easy-axis Kagome antiferromagnet
基于精确的数值计算,我们证明了广义Kagome自旋模型在易磁化轴极限下,在很宽的相空间范围内都呈现出自旋液态、拓扑简并的基态。我们提出了一个(据我们所知的第一个)明确的计算的间隙(和分散)的“vison”的激发,指数衰减的自旋和vison 2-点扩散器,deconfined,fractionalized和gapped自旋的标志。自旋液相区域包括一个点,在该点上,模型等价于具有纯双自旋相互作用的海森堡模型。在这个范围之外,负的“势”项将一阶跃迁调谐到磁有序态。根据低能谱讨论了相变的性质。这些结果极大地扩展了以前研究该模型在精确可解点附近的结果和范围。
2004-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coulombic antiferromagnet in spin-1/2 pyrochlores with dipole-octupole doublets
研究自旋-1/2烧绿石偶极-八极双重态中的库仑反铁磁体,揭示其兼具反铁磁序与涌现量子电动力学,解释异常$T^3$比热及宽自旋子连续谱,为有序磁体奇异物理探索提供新方向。
2023-08-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fractionalization in an Easy-axis Kagome Antiferromagnet
我们研究了一个反铁磁自旋为1/2的模型,在Kagome晶格上,在易轴极限下,它的第三近邻耦合,并表明它的低能动力学是由一个四位XY环交换哈密顿量。简单的“涡旋配对”的参数表明,该模型维持一个新的分数相,我们确认通过精确求解修改的哈密顿量,包括进一步的四个站点的相互作用。在这个极限下,系统是一个无特征的“自旋液体”,对所有的激发都有间隙,特别是:去限制S^z=1/2玻色子“自旋子”和伊辛涡旋或“visons”。我们使用伊辛对偶变换将视子相关器用自旋算符表示为非定域弦,并使用修改后的汉密尔顿量的基态波函数计算弦相关器。值得注意的是,这个波函数正好由XY铁磁体的一种古茨维勒投影给出。最后,我们证明了当附加的四自旋相互作用减少时,解除束缚的自旋液态在有限范围内持续存在,并研究了这种减少对自旋子和介子动力学的影响.
2001-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantitative Determination of the Confinement and Deconfinement of spinons in the anomalous spectra of Antiferromagnets via the Entanglement Entropy
我们引入了纠缠熵分析来定量地确定量子磁体自旋激发中自旋子的禁闭和去禁闭。我们的建议是实现部分子建设的蜂窝晶格反铁磁体表现出高能量的异常光谱。为了得到自旋激发态的准粒子,并用于纠缠熵的计算,我们采用无规相位近似,导出了一个有效的哈密顿量。我们定量地描述了反常谱中自旋子随Hubbard相互作用的增加而从去精细到禁闭的转变,表明在强相互作用区,磁振子的不分馏现象得到了避免.同时,在Γ0点的Higgs模被分解为四个简并的自旋对,尽管它在光谱中看起来是一个清晰的峰。我们的工作扩展了我们对量子磁体中自旋子解除禁闭及其与磁振子共存的理解。
2021-07-20 cond-mat.str-el
The Fractional Hall hierarchy from duality
通过逐次应用三维对偶于复合费米子Landau能级,修改的Dirac复合费米子理论为单一Landau能级内有能隙与无能隙分数霍尔态提供了统一描述,揭示了复杂的临界点与真空图景。
2024-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Fractional spinon excitations in the quantum Heisenberg antiferromagnetic chain
相互作用的量子粒子的集合经常会以难以预测的特性让我们感到惊讶。最简单的量子多体系统之一是自旋为1/2的海森堡反铁磁链,它是相互作用的磁矩的线性阵列。它的精确基态是一个宏观单态,纠缠着链中的所有自旋。它的基本激发,称为自旋子,是分数自旋1/2准粒子;它们是成对产生的,并通过中子散射检测到。理论预测表明,两个自旋态排气只有71%的光谱重量,而高阶自旋态,尚未被实验定位,预计将参与剩余的。在这里,通过对实现模型的化合物的非弹性中子散射数据进行精确的绝对归一化,我们将全谱权重解释到99(8)%以内。因此,我们的数据建立和量化高阶自旋态的存在。在误差条内,整个重量被限制在两个自旋连续体的边界内,并且线形类似于重新缩放的两个自旋连续体,这一观察使我们能够开发一个简单的物理图像来理解多自旋激发。
2013-06-19 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Gapped 1/9 Magnetization Plateau in the Anisotropic Kagome Antiferromagnet Y-kapellasite
Université Paris-Saclay(巴黎萨克雷大学);CNRS(法国国家科学研究中心);Laboratoire de Physique des Solides(固体物理实验室);Clarendon Laboratory, Department of Physics, University of Oxford(牛津大学克拉伦登实验室物理系);Department of Physics, University of Warwick(华威大学物理系);Physikalisches Institut, Goethe-Universität Frankfurt(法兰克福歌德大学物理研究所);Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses, LNCMI-CNRS (UPR3228), EMFL, Univ. Grenoble Alpes, Univ. Toulouse, INSA-T(强磁场国家实验室,LNCMI-CNRS (UPR3228),欧洲强磁场联合实验室,格勒诺布尔阿尔卑斯大学,图卢兹大学,INSA-T);Max-Planck-Institute for So(马克斯·普朗克研究所)
研究了Y-kapellasite中1/9磁化平台的起源,发现其伴随局部自旋有序和低能自旋涨落抑制,表明其为有间隙的分数态。
2026-05-08 cond-mat.str-el
On Spin 1/2 Excitations and Quantum Criticality in Two Dimensional O(3) Antiferromagnets
我们证明了,尽管没有Hopf项和零Berry相项,2+1维量子反铁磁体的N`eel有序相仍具有自旋1/2的激发态,即自旋子.自旋子是拓扑性质的skyrmion激发。由于Skyrmion间隙与自旋刚度成正比,量子临界对应于Skyrmion间隙坍缩。我们推测,skyrmions是相关的临界性,也许,有关最近的建议的临界细分。
2005-10-05 cond-mat.str-el
Hierarchy of energy scales in an O(3) symmetric antiferromagnetic quantum critical metal: a Monte Carlo study
本文给出了自旋费米子模型在$O(3)$对称反铁磁(AFM)量子临界点附近的无符号量子蒙特卡罗模拟的精确结果。我们发现在量子临界点附近出现了一系列的能量尺度。在高能尺度下,存在一个宽的区域,其特征在于具有动力学临界指数$z=2$的朗道阻尼序参量动力学,而费米子激发保持相干。量子临界磁涨落是很好地描述了赫兹-米利斯理论,除了一个$T^{-2}$发散的静态AFM磁化率。这种状态持续到较低的能量尺度,在那里费米子变得过阻尼,并且伴随着,发生到$d-$波超导状态的转变。这些研究结果类似于早期的自旋费米子模型与易平面AFM波动的$O(2)$ SDW序参量的结果,尽管两个理论的微扰结构的显着差异。在$O(3)$的情况下,预计对自旋费米子顶点的微扰校正在附加能量标度下占主导地位,低于该能量标度,$z=2$行为崩溃,导致在热点处具有涌现的局部嵌套的新的$z=1$固定点[Schlief等人,PRX 7,021010(2017)]。受此预测的启发,我们还考虑了模型的一个变体,其中热点几乎是局部嵌套的。在我们的研究($T\ge E_F/200$)中的可用温度范围内,我们发现与$z=2$ Hertz-Millis行为存在实质性偏差,但没有证据表明预测的$z=1$临界性。
2020-03-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Edge Spin fractionalization in one-dimensional spin-$S$ quantum antiferromagnets
本文证明具有U(1)对称性的反铁磁自旋-S链在热力学极限下存在指数局域的±S/2分数化边缘模式,并通过解析解和密度矩阵重整化群数值计算验证其稳健性。
2024-07-09 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el math-ph
$\mathrm{U}(2)$ Chern-Simons-Ginzburg-Landau Theory of Fractional Quantum Hall Hierarchies
Korea Advanced Institute of Science and Technology(韩国科学技术院);Institute for Basic Science(基础科学研究院);Pohang University of Science and Technology(浦项科技大学)
本文提出U(2) Chern-Simons-Ginzburg-Landau理论,用于描述Abelian和非Abelian分数量子霍尔层次结构,重现所有填充分数并确定拓扑序。
2026-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
One-ninth magnetization plateau stabilized by spin entanglement in a kagome antiferromagnet
本研究在Kagome材料YCu3(OD)6+xBr3-x中结合热力学与Raman光谱技术,证实了分数化spinon激发并观察到1/9磁化平台,确立其为探索该平台相的模型材料。
2023-11-20 cond-mat.str-el
The Fractional Quantum Hall effect in an array of quantum wires
我们证明了量子霍尔(QH)的出现在一个垂直的磁场中的耦合量子线的二维模型的层次。在相称的值的磁场,该系统可以发展不稳定性,以适当的线间电子跳跃过程,驱动系统进入各种QH状态。一些QH态不包括在Haldane-Halperin层次结构中。此外,我们发现运营商允许在任何领域,导致新颖的晶体劳克林准粒子。我们证明,任何QH状态是我们明确构造的哈密顿量的基态。
2001-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Braiding properties of paired spin-singlet and non-abelian hierarchy states
研究了一类非阿贝尔分数量子Hall态中描述基本准空穴的显式模型波函数。这一类是一个家庭的配对自旋单态与$n\geq1$内部自由度。我们通过确定显式准孔波函数的单值性来确定准孔的辫子统计,即它们在准孔坐标交换下如何变换。的统计被证明是相同的准孔在Read-Rezayi状态,到一个阶段。我们还讨论了这一结果在一类非阿贝尔族波函数中的应用。
2020-01-15 cond-mat.str-el
Confined and deconfined spinon excitations in the rectangular-lattice quantum antiferromagnet
该研究针对高维自旋子出现判据存疑的问题,以空间耦合比为变量研究矩形海森堡晶格的交错通量态,发现体系从一维向二维演化时自旋子在大部分倒易空间逐渐禁闭,仅特定波矢处保持退禁闭。
2025-03-18 cond-mat.str-el
Transition from the $\mathbb{Z}_2$ spin liquid to antiferromagnetic order: spectrum on the torus
我们描述了圆环面上$\mathbb{Z}_2$自旋液体和共面反铁磁体之间的量子临界点附近的有限尺寸谱。我们得到了具有整体SU(2)自旋旋转对称性的反铁磁体从带隙$\mathbb{Z}_2$自旋液体中的4重拓扑简并态到有序反铁磁体中的Anderson“态塔”的普遍演化.由于存在的非平凡秩序的任何一侧的过渡,这个临界点不能在传统的朗道-金兹伯格-威尔逊框架。相反,它是由一个理论描述,涉及被称为O $(4)^\ast$模型,其光谱是改变了一个显着的方式接近拓扑有序相的分数自由度。我们通过将其与环面上O $(4)$ Wilson-Fisher不动点的谱相关联来计算谱,并用状态选择规则以及与自旋液体中的拓扑扇区相对应的非平凡边界条件进行修改。在$N=\infty$上直接计算临界O($2N$)模型的谱,然后在1/N的首阶重建O($2N)^\ast$)模型的全谱。该谱是一个独特的特征附近的一个分数的量子临界点,以及一个普遍的签名存在的近似$\mathbb{Z}_2$拓扑和反铁磁有序相,并可以与数值计算的量子反铁磁体的二维晶格。
2016-08-12 cond-mat.str-el
Quantum phase transition from an antiferromagnet to a spin liquid in a metal
研究了近藤-海森堡晶格系统中从易平面反铁磁金属到顺磁金属的量子相变。如果顺磁性金属是一种分馏费米液体,那么即使费米面与磁区边界相交,对于弱近藤耦合,相变的普遍临界性质也不受影响。这与传统的顺磁和反铁磁金属之间的相变理论形成了鲜明的对比,在传统的理论中,任何近藤耦合都是强烈相关的,并导致了朗道阻尼的赫兹-米利斯理论。电子准粒子在量子临界区仍然是定义明确的,临界自旋涨落只对传导电子的各种性质产生次级修正。
2009-10-07 cond-mat.str-el
Fractionalized gapless quantum vortex liquids
二维受抑量子反铁磁体的无带隙自旋液相的标准理论方法调用了自旋分馏成的费米子从属粒子的概念。作为一种替代,我们探索了新的类型的无带隙自旋液体相的挫折与XY各向异性的量子磁体中的涡旋的自旋分馏成无带隙巡回费米子。由此产生的无间隙分馏涡流液相研究内的一个从粒子的框架,这是双到通常的。我们证明了一些这样的阶段的稳定性,并描述其属性。我们给出了三角晶格上XY自旋1系统的一个显式结构,并将其解释为自旋1态附近的一个临界相。
2015-05-12 cond-mat.str-el
Energy landscape of the kagome antiferromagnet: Characterization of multiple energy scales
Department of Physics, University of Virginia(弗吉尼亚大学物理系)
研究kagome反铁磁体的能景观,揭示多个能量尺度的结构,通过精确枚举和统计方法分析能量障碍,发现六旋环主导的快速弛豫和长程重构的慢动态。
2026-09-07 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Hierarchy wave functions--from conformal correlators to Tao-Thouless states
Laughlin的波函数描述了填充因子$ν=1/(2k+1)$下的分数量子霍尔效应,它可以用共形场论中的关联函数得到,最近这种构造被推广到填充因子$ν=n/(2kn+1)$下的Jain复合费米子波函数。在这里,我们概括了后者的建设和目前的基态波函数的所有量子霍尔层次结构的状态,通过连续凝聚的准电子(而不是准空穴)在原来的层次结构。通过考虑这些波函数在一个圆柱,我们表明,他们接近确切的基态,Tao-nesses状态,当圆柱变薄。我们还提出了多空穴态的波函数,使连接到文的阿贝尔量子霍尔流体的一般分类,并讨论是否可以解析确定的准粒子的分数统计。最后讨论了我们的波函数在多大程度上可以用复合费米子的语言来描述。
2007-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Degeneracy of the 1/8 plateau and antiferromagnetic phases in the Shastry-Sutherland magnet TmB4
Shastry-Sutherland晶格(SSL)自旋系统中的1/8分数平台相(1/8-FPP)被认为是阿基米德晶格上出现的一个范例。在这里,我们探索这个阶段的伊辛磁铁TmB 4使用高分辨率的比热(C)和磁化强度(M)的场-温度平面。我们表明,1/8-FPP是顺利连接到反铁磁(AF)阶段斜坡的字段从H= 0。因此,1/8-FPP不是TmB 4的独特基态。这些结果的影响海森堡自旋SSL进行了讨论。
2018-10-12 cond-mat.str-el
Theory of Fractionally-magnetized Quantum Ferromagnet
本文提出分数磁化量子铁磁体理论,通过自旋液化机制和本征态对应关系,在自旋-S双线性-双二次链中实现M=1-1/(2S)分数磁化相,并推广到任意维度晶格。
2023-08-29 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Spontaneous trimerization in two-dimensional Antiferromagnets
本文提出了二维反铁磁体中一种新的量子顺磁态:自发三聚体态,它是由自旋三聚体构成的。每个三聚体是由三个相邻的SU(3)对称自旋形成的单重态。研究了kagome晶格中自旋为1的受抑海森堡模型.通过类比分数量子霍尔效应中的赝势方法,我们发现三聚体态为该模型的精确基态提供了一个完美的描述。其他有趣的属性,如本地激发以及磁化平台也进行了研究。结果表明,这种新态将加深我们对二维强关联系统中多体纠缠本质的理解。
2011-02-18 cond-mat.str-el
Nature of the 1/3 Magnetization Plateau in Spin-1/2 Kagome Antiferromagnets
本文通过变分蒙特卡罗和精确对角化研究自旋-1/2笼目反铁磁海森堡模型,识别出三个简并的√3×√3价键固体态,证明其具有分数自旋矩和零拓扑纠缠熵,为实验中观测到的1/3磁化平台提供了理论解释。
2025-04-25 cond-mat.str-el
Propagation of an orbiton in the antiferromagnets: theory and experimental verification
在这篇简短的综述中,基于2011年至2016年发表的工作,我们讨论了在莫特绝缘和反铁磁基态中产生的集体轨道激发(轨道子)的传播问题。在理论方面,这个问题是解决映射的Kugel-Khomskii自旋轨道模型描述的轨道移动到一个有效的t-J模型与一个“单孔”移动的反铁磁体。上述映射存在的最重要的后果是电子的自旋和轨道的自由度在1D反铁磁体-自旋轨道分离现象,类似于自旋电荷分离在1D,但对应于一个奇异的制度,自旋子比holon快。除了详细的解释和基准的映射,在这篇评论中,我们还讨论了它的应用到几个相对现实的自旋轨道模型,能够描述实验观察到的铜和铱氧化物的轨道激发光谱。
2019-12-24 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
SU(m) non-Abelian anyons in the Jain hierarchy of quantum Hall states
我们表明,不同类别的拓扑秩序可以区分的动力学对称代数的边缘激发。当这个代数是最大可能的时,基本拓扑序被实现,这个代数是量子面积保持的代数,称为$W_{1+\infty}$。我们认为,这种顺序是实现在分数量子霍尔态的Jain层次,并表明它是更强大的比标准的阿贝尔陈-西蒙斯顺序,因为它有一个较低的纠缠熵由于准粒子任意子激发的非阿贝尔字符。它们的行为类似于SU($m$)夸克,其中$m$是层次结构中组分的数量。我们提出拓扑纠缠熵作为检测这些量子霍尔夸克存在的实验度量。$ν= 2/5$分数量子霍尔态中的非阿贝尔任意子可能是实现拓扑量子计算的量子比特的主要候选者。
2010-07-30 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
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
Excitations in one-dimensional S=1/2 quantum antiferromagnets
从二聚相到均匀相的过渡研究的自旋链使用连续幺正变换(CUT)的谱权重。在S=1通道的光谱权重计算扰动周围的限制强二聚化。我们发现,谱权主要集中在子空间与少量的基本三重态(三重态),即使是消失的二聚化。因此,除了自旋子外,三重子也可以作为自旋链中的元激发。我们的结论是,没有必要使用分数激发低维,未掺杂或掺杂的量子反铁磁体。
2003-06-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hierarchy of exchange interactions in the triangular-lattice spin-liquid YbMgGaO$_{4}$
自旋为1/2的三角晶格反铁磁体YbMgGaO $_{4}$作为量子自旋液体的候选者受到了最近的关注,它可能存在由自旋轨道耦合引起的非对角各向异性交换相互作用。量子自旋液体是否稳定取决于各种交换相互作用与化合物层状结构固有的化学无序的相互作用。我们结合时域太赫兹光谱和非弹性中子散射测量场极化状态的Yb MgGaO $_{4}$,以获得更好的微观洞察其交换相互作用。太赫兹光谱学以这种方式起高场电子自旋共振的作用,并探测布里渊区中心的自旋波激发,理想地补充中子散射。一个全球性的自旋波适合我们所有的光谱数据在超过4 T的领域,太赫兹光谱线宽的分析,产生严格的限制$g$ -因素和交换相互作用。我们的研究结果画YbMgGaO $_{4}$作为一个简单的平面XXZ反铁磁体的组合和必要存在的次领先的次近邻和弱各向异性的非对角最近邻相互作用。此外,所获得的$g$ -因子与以前的报道有很大不同。这项工作建立了层次结构的交换相互作用在YbMgGaO $_{4}$单独从高场数据,从而强烈约束可能的机制负责观察到的自旋液体现象。
2018-01-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phase coherence of charge-$6e$ superconductors via a frustrated Kagome XY antiferromagnet
本研究针对kagome超导体CsV3Sb5中高于常规电荷-2e超导温度的电荷-6e超导现象,通过阻挫kagome XY反铁磁模型结合张量网络方法,揭示1/3分数涡旋凝聚稳定电荷-6e相位相干的机制,并识别出对应的BKT相变,为该奇异超导相提供理论解释。
2025-02-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el