Condition for the emergence of a bulk Fermi arc in disordered Dirac-fermion systems
本文用重整化群方法研究了二维倾斜Dirac-费米子系统的低能行为,其中费米子具有两个不同的轨道,它们之间没有任何对称性.四种类型的无序的潜力,两个眶间和两个眶内,被认为是。如果只有一种轨道间无序,费米子无序散射会导致费米子态密度和比热的对数或幂律修正。相比之下,眶内无序可以将系统转变为强无序相。在这种无序相,计算的基础上自洽玻恩近似显示,狄拉克点被破坏,并取代体费米弧。我们还研究了四种类型的无序的相互作用,并发现狄拉克点可以保持完整或让位给费米弧。在这种情况下,我们得到了费米弧出现的条件。我们的研究结果表明,无序可以导致丰富的低能性质的倾斜狄拉克费米子。
2018-08-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exact Multifractality for Disordered N-Flavour Dirac Fermions in Two Dimensions
本文用非微扰方法计算了二维Dirac费米子与非阿贝尔随机矢势相互作用的临界波函数在强无序下的多重分形标度指数。从共形场论推导出一个有效的高斯模型的波函数振幅和映射到一个随机势中的单个粒子的热力学,得到的结果,适用于任意数量的费米子味。我们的光谱证实,波函数保持离域在强无序的存在。
1998-04-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall hep-th
Criticality of two-dimensional disordered Dirac fermions in the unitary class and universality of the integer quantum Hall transition
二维(2D)狄拉克费米子是现代凝聚态物理的中心范例,描述了石墨烯中、某些类别的超导体中以及3D拓扑绝缘体表面上的低能激发。在零能量E=0时,质量为m的狄拉克费米子是能带绝缘体,陈数在m=0时跳变1。这一观察结果使Ludwig等人[Phys.Rev.B50,7526(1994)]推测二维无序狄拉克费米子(DDF)的跃迁和整数量子霍尔跃迁(IQHT)受同一不动点控制,并具有相同的普适临界性质。考虑到对量子反常霍尔效应、现代凝聚态物理和我们对无序临界点的一般理解等新兴领域的深远影响,令人惊讶的是,这个猜想从未经过数值测试。在这里,我们报告的结果,广泛的数值上的相图和临界的2D-DDF在酉类。我们发现在m=0处有一条临界线,其局域化长度指数与能量有关。在大能量下,我们对DDF的结果与来自IQHT模型的最新数值结果ν_IQH = 2.56 - 2.62一致。然而,在E=0时,我们得到ν_0 =2.30-2.36,与ν_IQH不相容。这一结果挑战了IQHT的不同模型之间的关系,并讨论了几种解释。
2021-02-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Strong Coupling Fixed Points of Current Interactions and Disordered Fermions in 2D
利用全阶β函数研究了二维无序狄拉克费米子。通用强耦合不动点的各向异性电流电流相互作用在大的距离实际上是各向同性流形对应的子代数的最大电流代数在短距离。IR理论被认为是当前代数陪集。我们用各向异性的su(2)的简单例子来说明这一点,这是Kosterlitz无相变的物理学。给出了整数量子霍尔跃迁普适类中的Chalker-Coddington网络模型的相图。一个无质量相是在致密聚合物的普适类。
2001-04-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall hep-th
Termination of Multifractal Behaviour for Critical Disordered Dirac Fermions
考虑Dirac费米子与无序非阿贝尔矢势的相互作用。精确解是通过一种特殊类型的共形场论,包括对数展开器,而不诉诸副本或超对称的方法。结果表明,适当的治疗的保形理论导致一个不同的多重分形标度行为比最初预期的。此外,以前的副本解决方案被发现是不正确的,在更高的关联函数的水平。
1997-11-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Disorder Induced Phase Transition for Random 2D Dirac Fermions
我们提出的证据表明,二维狄拉克费米子在随机阿贝尔规范势的存在下,表现出相变时,无序强度超过一定的临界值。我们认为,这种相变具有独特的无序系统的新特性。它在许多方面类似于二维中从稀相到密相的过渡。特别是,我们认为,无序狄拉克费米子的中心荷,是$c=0$过渡前,改变为$c=-2$。针对最近提出的含$c=-2$的量子霍尔跃迁模型,讨论了其对量子霍尔跃迁的可能影响。
1999-07-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Disordered Dirac Fermions: the Marriage of Three Different Approaches
本文比较了在随机SU(N)(非阿贝尔)规范势存在下,用三种不同方法得到的二维(无质量)狄拉克费米子的临界多点关联函数。我们严格重新审视以前的结果,使用副本的方法和无限无序强度的限制,并将它们与使用超对称方法N=2的情况下获得的新结果(在这里)进行比较。我们证明,这三种不同的方法会导致相同的结果。由此得到了明显不同的共形场论之间的显著关系。我们进一步建立了随机狄拉克费米子问题和致密聚合物的c=-2理论之间的联系。c=-2理论的存在可以在所有三种不同的疾病治疗中看到。
2001-07-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall hep-th
Coulomb interacting Dirac fermions in disordered graphene
我们研究相互作用的狄拉克准粒子在无序石墨烯,并发现之间的相互作用的未屏蔽的库仑相互作用和伪相对论准粒子运动学可以最好地揭示在弹道制度,而在扩散限制的行为是定性的(虽然,不是定量的)类似于普通的2DEG与抛物线色散。我们计算的准粒子的宽度和密度的状态,可以探测光电发射,隧穿,和磁化测量。
2006-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Full counting statistics for noninteracting fermions: Joint probability distributions
本文讨论了在t=0时相互连接并在以后相互分离的任意数目的初始分离子系统的非相互作用电子的全计数统计(FCS)中的联合概率分布。本文提出了一种求特征函数对数的首阶长时间贡献的简单方法,简化了以往的方法。发现了涉及散射矩阵的行列式的新的显式结果,并讨论了Y形结和连接到四个导线的点的两个导线的联合概率分布。
2009-04-09 cond-mat.mes-hall
A note on the Full Counting Statistics of paired fermions
本文研究了一般费米子双线性的指数迹,包括对项和非厄米形式。特别是,我们给这样的轨迹的行列式和pffeldian公式的初等推导,并使用这些获得的一般表达式的完整的计数统计的状态与二次哈密顿包括BCS-样配对项和费米子奇偶校验在一个规定的区域或一组模式。我们还推导出状态重叠和计数统计的状态建立在真空中的粒子对的创建Pffenan表达式。
2014-09-14 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Full counting statistics for noninteracting fermions: Exact finite temperature results and generalized long time approximation
使用Abanov和Ivanov最近提出的恒等式,在有限温度下给出了一维紧束缚非相互作用电子模型的全计数统计(FCS)的精确数值结果。利用类似的思想,导出了由两个准一维导线通过一个量子点连接而成的系统在长时间极限下的累积量母函数的新表达式。这为此类系统提供了Levitov-Lesovik公式的推广。
2009-11-23 cond-mat.mes-hall
Characterizing disordered fermion systems using the momentum-space entanglement spectrum
利用量子纠缠来研究凝聚态系统在临界系统和拓扑阶段已经非常活跃。此外,利用实空间的纠缠熵和纠缠谱可以表征无序费米子系统的定域和离域相。在这里,我们提出动量空间纠缠谱作为表征无序模型的一种手段。我们发现,在1D中的本地化产生的动量空间纠缠之间的左,右移动,并说明我们的方法使用明确的模型与空间相关的障碍,表现出的阶段,避免完整的安德森局域化。动量空间纠缠谱清楚地揭示了离域态在能谱中的位置,并且可以用作离域相和局域相之间的相变的签名。
2012-06-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fermionic full counting statistics with smooth boundaries: from discrete particles to bosonization
我们重新审视的问题,完全计数统计的粒子的一段一维气体的自由费米子。使用分析和数值方法相结合,我们研究了离散颗粒的计数和连续颗粒密度之间的交叉作为计数过程中的平滑的函数。在离散粒子极限下,结果由Toeplitz行列式的Fisher-Hartwig展开给出,而在连续极限下,我们恢复了玻色化结果。这个带有平滑的全计数统计的例子也与正交性突变、费米边奇异性和非平衡玻色子化有关。
2015-07-28 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Connecting Topological Anderson and Mott Insulators in Disordered Interacting Fermionic Systems
拓扑安德森绝缘体和莫特绝缘体是迄今为止在拓扑带绝缘体之外被单独和广泛探索的两个相。在这里,我们把这两个看似不同的拓扑相结合成一个系统的自旋1/2相互作用的费米子原子在一个无序的光晶格。我们发现在无相互作用和干净的极限下,拓扑Anderson绝缘体和莫特绝缘体在我们模型的相图中可以无间隙闭合地电连接。在这两个相之间,我们发现了一种无序相关的拓扑绝缘体,它是由无序和相互作用的结合从平凡的带状绝缘体诱导出来的,作为拓扑安德森绝缘体对多体相互作用机制的推广。相图通过计算各种拓扑性质来确定,并通过无监督和自动化机器学习来确认。我们开发了一种方法来提供一个统一和清晰的描述拓扑相变驱动的相互作用和无序。拓扑相位可以从光晶格中的无序/相互作用诱导的边缘激发和电荷泵中检测到。
2021-07-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Diamagnetism of Confined Dirac Fermions in Disordered Graphene
研究了无序石墨烯中均匀磁场作用下受限狄拉克费米子的抗磁性。利用能谱的解,从统计力学的观点讨论了轨道磁性。更准确地说,通过格林函数的技术,获得了短距离和长距离无序的自能。这使我们能够确定短期和长期疾病的易感性与限制。我们比较我们的研究结果与已经发表的工作,并指出这些研究结果的相关性,在一个封闭的潜力的抗磁性的系统制定。
2011-05-17 cond-mat.mes-hall hep-th math-ph
Disordered 2d quasiparticles in class D: Dirac fermions with random mass, and dirty superconductors
由马约拉纳型哈密顿量控制的无序非相互作用准粒子--突出的例子是具有破缺时间反演和自旋旋转对称性的脏超导体,或者具有波动键强度的2d伊辛模型的费米子表示--被称为D类。在二维空间中,这种弱无序系统可能具有金属相,超出了强无序所期望的绝缘相。我们表明,2D金属相来自自由马约拉纳费米子点,在RG轨迹的扰动WZW模型的方向。为了建立这一结果,我们开发了一个超对称的非阿贝尔玻色子化方法的扩展。在金属-绝缘体转变的金属一侧,态密度在零能量时变得不为零,这是通过类似于动力学质量产生的机制实现的。在N种无序狄拉克费米子模型中,通过映射到一个非线性西格玛模型(其中包含一个Z_2自旋自由度)来研究这一特性.我们计算了有限系统的态密度,并在遍历极限下与D类随机矩阵预测一致。涡旋无序是自由费米子点处的一种相关扰动,它改变了低能态密度,抑制了局域Z_2自由度,从而导致不同的对称性类BD。
2000-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Disordered Dirac Fermions: Multifractality Termination and Logarithmic Conformal Field Theories
我们重新详细研究费米子与非阿贝尔随机矢量势相互作用的问题。不诉诸副本或超对称的方法,我们表明,在无限的无序强度的限制,该理论具有一个精确的解决方案,采取的形式的对数共形场论。我们表明,在SU(2)理论中的局部性条件的适当处理导致终止的多重分形谱,或者换句话说,终止的无限层次的负维运营商,被认为是发生。基于对数简并性的论证,我们推测对于一般SU(N)应该存在这样的终止机制。此外,我们的研究结果得出的结论是,以前的副本解决这个问题产生不正确的结果。
1998-05-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Full counting statistics of the subsystem energy in the free fermions and the quantum spin chains
利用格拉斯曼变量计算了自由费米子系统中子系统能量的全计数统计量。我们证明,这些系统的生成函数可以被写为一个决定性的公式,相对于哈密顿耦合和采用贝尔多项式,我们推导出精确的子系统能量矩的公式。此外,我们讨论了相同的量在量子XY自旋链,我们表明,在临界制度的能量矩的波动衰减像一个幂律,我们期望从共形场论的参数,而在非临界制度,衰减是指数。此外,我们还讨论了量子XX链中子系统能量的全计数统计。
2017-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Diverging dc conductivity due to a flat band in disordered pseudospin-1 Dirac-Weyl fermions
一些晶格,如骰子晶格或李布晶格,拥有狄拉克锥和一个穿过狄拉克点的平带,其有效模型是赝自旋-1的狄拉克-外尔方程。我们调查的命运的平带中存在的障碍,通过专注于态密度(DOS)和直流电导率。虽然中心枢纽网站并没有揭示的平带的存在下,亚晶格上的非中心网站上的解决DOS表现出一个狭窄的峰值与高度约1/ \sqrt{g}与g的无量纲的无序方差。虽然在平带上群速度为零,但由于传播带与平带之间的带接触点周围的带间跃迁,直流电导率随无序度减小而发散为ln(1/g)。给出了更高赝旋的推广。
2013-05-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Critical level-statistics for weakly disordered graphene
在二维空间中,无质量的狄拉克费米子在无序的情况下会出现混沌的能级统计。对于具有锯齿形边缘的弱无序石墨烯薄片,在狄拉克区域中获得的能级间距分布既不是混沌的(维格纳)也不是局部的(泊松),而是类似于安德森金属-绝缘体转变的临界点处的能级间距分布。有限石墨烯中的量子输运可以像拓扑绝缘体中一样通过临界边缘态发生,对于强无序,Dirac区域消失,石墨烯表现为普通的Anderson绝缘体。
2013-02-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
State Counting for Excited Bands of the Fractional Quantum Hall Effect: Exclusion Rules for Bound Excitons
精确的对角化研究表明,在最低朗道能级的相互作用电子的能谱分裂,非微扰,成带,这是负责这个系统的迷人的现象。近自由复合费米子理论已被证明是有效的最低带,从而捕捉低温物理,但它高估了激发带的状态数。我们解释的状态计数的更高的频带在复合费米子与激发复合费米子粒子和它留下的孔之间的无限强的短程相互作用。这种相互作用的形式,我们从微观复合费米子理论,消除配置包含某些紧密结合的复合费米子激子。通过这种修改,复合费米子理论再现了在精确对角化研究中看到的所有定义良好的激发带,对$ν>1/3$的精确计数,以及对$ν\leq 1/3$的几乎精确计数。由此产生的洞察力澄清,几乎自由的复合费米子理论的修正在足够低的温度下并不具有物理意义,从而提供了一个微观的解释,为什么它已被证明是成功的复合费米子费米海的各种属性的分析。
2013-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Half-integer quantum Hall effect of disordered Dirac fermions at a topological insulator surface
分析了单粒子狄拉克费米子的非常规(半整数)量子霍尔效应。我们讨论了可能的实验测量的半整数霍尔电导$g_{xy}$的拓扑绝缘体表面状态,并解释如何调和Laughlin的磁通插入参数与半整数$g_{xy}$。使用朗道能级波函数的涡旋态表示,我们计算了超出线性响应的电流密度,这是特别相关的拓扑图像的非线性效应。作为主要结果,导出了描述单粒子狄拉克费米子量子霍尔效应局域化物理的场论。在这方面,(缺席)奇偶校验异常的问题重新审视。对重整化群流和相图进行了广泛的讨论。RG流的起始值由反常霍尔效应的玻尔兹曼输运理论得到的半经典电导率张量给出。
2014-06-19 cond-mat.mes-hall
Disordered monitored free fermions
本文研究了连续监控下随机势场中的自由费米子,发现临界相在有限无序度下保持稳定且符合BKT普适类,同时监控会破坏局域化,为在电子系统中探测相变和量子控制开辟了新途径。
2023-10-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Full counting statistics of Majorana interferometers
研究了具有两个入射和两个出射狄拉克费米子通道的手征马约拉纳费米子干涉计的全计数统计。在没有相互作用的情况下,FCS可以从$4\times4$散射矩阵$S$中获得,该矩阵将传出的狄拉克费米子与传入的狄拉克费米子联系起来。在给出了一个改进的Hanbury Brown-Twiss干涉仪的高阶电流相关的显式表达式后,我们注意到,累积生成函数可以解释为单位电荷转移过程对应于两个独立的半电荷转移过程,或者,两个独立的电子-空穴转换过程。通过分析和数值方法的组合,我们验证了这种因式分解属性适用于一般的$SO(4)$散射矩阵,即一般的干涉仪几何形状。
2015-09-21 cond-mat.mes-hall
Dimensional Tuning of Majorana Fermions and the Real Space Counting of the Chern Number
我们证明,它是可能的,使用原子操纵技术,以精确地调整之间的一维和二维拓扑超导体的磁体-超导体混合(MSH)结构。这使得人们可以改变本地化的束缚态和手征马约拉纳边缘模式之间的相关马约拉纳费米子的性质,并提供了一种新的方法来计算系统的拓扑不变量-陈数-在真实的空间。此外,我们表明,有限大小的MSH结构的拓扑性质可以使用陈数密度,其特征在于宏观的,拓扑不变的拓扑超导体的特征在于由一个整数陈数的MSH结构的几何连接。这些结果为利用原子操纵技术研究MSH结构中拓扑超导性的性质开辟了新的可能性。
2019-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Symmetry classes of disordered fermions
戴森的基础上1962年的文章称为随机矩阵理论的“三重方式”,我们分类无序费米子系统与二次哈密顿由他们的酉和反酉对称性。无序金属和超导体中的非相互作用准粒子,以及随机规范场背景中的相对论费米子,都提供了重要的例子。分类的主要数据是一个Nambu空间的费米子场运营商进行表示的一些对称群。我们的方法是消除所有的酉对称从图片转移到一个不可约块的等变同态。在约简之后,指定一个线性空间的齐次相容哈密尔顿算子的块数据由基本向量空间V、End(V+V*)中的自同态空间、V+V* 上的对称或交替的双线性形式以及一个或两个可以混合V与V* 的反对酉对称组成。每一个这样的块数据集,以确定一个不可约的经典紧对称空间。相反,每个不可约的经典紧致对称空间都以这种方式出现。这证明了前一段时间所讨论的对称类和对称空间之间的对应关系。
2004-11-10 cond-mat.mes-hall hep-th math-ph
Enhanced transport length of spin-helical Dirac fermions in disordered 3D topological insulators
本文通过量子输运实验证明Bi$_2$Se$_3$纳米带中自旋螺旋狄拉克费米子的各向异性散射使输运长度显著增强,在强无序下仍获得$l_\textrm{tr}/l_\textrm{e}\approx8$的大比值,表明降低体掺杂后自旋翻转长度有望达到微米量级。
2016-01-21 cond-mat.mes-hall
Non-Markovian dephasing of disordered, quasi-one-dimensional fermion systems
Rice University(赖斯大学)
作为一个潜在的窗口过渡的遍历,多体离域相,我们研究了弱无序,准一维费米子系统由于扩散,非马尔可夫噪声浴的退相。这种浴是由费米子通过短程相互作用介导的非弹性散射自我生成的。我们计算了弱局域化的退相,通过二阶微扰浴耦合。然而,膨胀在很长一段时间内会破裂,并且不稳定,包括平均场衰减率,标志着自洽玻恩近似的失败。我们还考虑了一个多通道的量子线的短程,自旋交换相互作用与屏蔽库仑相互作用共存。我们计算退相率,处理短程相互作用的微扰和库仑相互作用的准确。后者提供了一个物理红外正则化,稳定微扰理论在很长一段时间内,由于扩散噪声的准一维失相的第一个控制计算。在一阶的扩散浴耦合,我们发现一个增强的退相速率,但在二阶,我们发现一个重定相的贡献。我们的研究结果不同的质量通过自洽计算得到的,并在两个不同的背景下相关。首先,在各态历经阶段寻找多体局域化的前兆。第二,我们的结果提供了一个机制,在自旋SU(2)-对称量子线在低温下的退相增强,超越Altshuler-Aronov-Khmelnitsky的结果。增强是可能的,由于放大的三重态通道的相互作用强度,并提供了一个额外的机制,可以有助于实验观察到的低温饱和的退相时间。
2020-09-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Free fermions on a line: asymptotics of the entanglement entropy and entanglement spectrum from full counting statistics
本文研究了零温下一维费米子系统中直线段的纠缠熵。在一个大的段长度L的限制,该熵的领先渐近行为是已知的对数L。我们研究有限大小的修正,这种渐近行为。基于早先关于在同一系统中完全计数统计量的渐近展开的一个猜想,我们导出了冯诺伊曼熵的完全渐近展开,并得到了Renyi熵的前几个修正.我们对Renyi熵的修正再现了以前的结果。我们还讨论了纠缠谱在这个问题的单粒子占有数。
2013-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Full counting statistics for noninteracting fermions: Exact results and the Levitov-Lesovik formula
在不使用理想化测量装置的情况下,给出了非相互作用电子的一维紧束缚模型的全计数统计(FCS)的精确数值结果。两个初始分离的子系统在t=0处连接,并且数值地获得了大但有限的组合系统的精确时间演化。在零温条件下,利用Klich导出的迹线公式,通过有限维行列式计算了FCS。即使是令人惊讶的短时间的近似描述的时间演化的散射状态的帮助下同意与当地的电流矩阵元素的精确结果。一个额外的近似必须恢复Levitov-Lesovik公式的限制,系统的大小变得无限大,然后解决了长时间的限制。Levitov-Lesovik公式的新推导推广到更一般的几何形状,如Y结封闭的磁通量。
2007-05-02 cond-mat.mes-hall
Critical points of 2d disordered Dirac fermions: the Quantum Hall Transitions revisited
提出了描述量子Hall跃迁(QHT)和自旋量子Hall跃迁(SQHT)的无序Dirac费米子理论的重整化群流的一个解析解,该解析解在1圈以上没有微扰不动点.该方法包括在2个阶段中进行流动,第一阶段利用一种新形式的超自旋-电荷分离来流动到gl(1| 1)_N和osp(2)|2)_{-2N}个超流代数理论,其中N为拷贝数。这导致了非常规的特征,即在临界点处指数取决于原始拷贝数N。在第二阶段,额外的形式的混乱被纳入零维对数算子,所产生的行动有明确的形式,在两个标量场和一个辛费米子。在一定的假设条件下,计算了QHT和SQHT的多重分形指数,结果分别为q(1-q)/4和q(1-q)/8,与数值估计值相差很小。
2008-05-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall hep-th
Lindblad equation for a non-interacting fermionic system: full-counting statistics
本文发展了一种计算耦合到无记忆库的非相互作用费米子系统的全计数统计量的方法。系统的演化可用林德布拉德方程描述。通过基的变换,将Liouvillian算子转化为二次型。这使我们能够直接计算非平衡稳态下的任何可观测值。我们在林德布拉德方程中引入了计数场,它使我们得到了生成函数,并帮助我们获得了电荷输运的所有累积量。对于二位系统,我们给出了生成函数的表达式。对于系统长于两个网站,我们进行了数值研究表明,它在一个统一的系统的累积量的顺序$k$是独立的系统的大小为系统的大小更大的$k+1$。来自Lindblad方法的计数统计不考虑储层中的干扰,这与描述相位相干超前的格林函数方法相比给出了降低的噪声。两种方法得到的电流是相同的,这依赖于电流守恒。Fano因子是不同的(具有连接它们的线性关系),并且允许区分无记忆储层和相位相干储层。
2013-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Weak antilocalization and localization in disordered and interacting Weyl semimetals
利用Feynman图技术,从量子干涉和电子-电子相互作用出发,推导了三维无序Weyl半金属有限温度电导率和磁导率的计算公式.对于单一的外尔费米子谷,我们发现,在低温下,由于弱的反局域化,磁导率是负的,并且与磁场的平方根成正比。通过考虑弱反定域、Berry曲率修正和洛伦兹力的贡献,我们将计算的磁导率与最近的实验结果进行了比较。弱反局域化在零场附近总是主导导磁率,从而给出了Weyl半金属的输运特征之一。在强谷间散射和相关性的存在下,我们预计从弱反本地化到弱本地化的交叉。此外,我们发现,电子-电子相互作用和无序散射的相互作用总是在低温下主导电导率,并导致局域化的趋势。最后,我们提出了一个系统的比较单谷外尔费米子,二维无质量狄拉克费米子,和三维常规电子的输运性质。
2015-06-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Dynamics of Full Counting Statistics in Fermionic Lattices with Localized Gain
Indian Institute of Science Education and Research Pune(印度科学教育研究所浦那分校);International Centre for Theoretical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research(塔塔基础研究院国际理论科学中心)
本文研究一维无相互作用费米子晶格在局域增益下的全计数统计动力学,通过GKSL方程和Schwinger-Keldysh路径积分推导出累积量生成函数,证明所有累积量随时间线性增长,并建立通用理论框架。
2026-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Observation of correlations beyond the single-particle picture in fermionic counting statistics
University of Duisburg-Essen(杜伊斯堡-埃森大学);University of Münster(明斯特大学)
该研究通过单能级量子点实验观测到费米子计数统计中全计数统计阶乘累积量符号规则的违反,结合理论建模重现数据,证实了电子-电子相互作用引入的关联超出单粒子图像。
2026-10-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Interacting fermions in 1D disordered lattices: Exploring localization and transport properties with lattice density-functional theories
本文研究了与半无限导线接触的无序Hubbard链中一维相互作用费米子的静态和动态行为。链描述通过排斥的安德森-哈伯德哈密顿量,使用静态和时间依赖的晶格密度泛函理论。我们的量子输运系统的动力学行为是通过文献中的积分方案进行的,我们通过递归Lanczos方法对其进行修改,以提高其效率。为了量化由于无序和相互作用的本地化程度,我们适应的定义的逆参与比,以获得一个指标,这是既适合于量子输运几何形状,并可以在密度泛函理论内获得。回顾了晶格密度泛函理论,分析了相干势近似在描述接触链光谱性质方面的优点和局限性,并通过晶格密度泛函理论讨论了相互作用.我们的方法似乎能够捕捉复杂的功能,由于无序和相互作用之间的竞争。具体来说,我们发现一个动态增强的离域在存在一个有限的偏见,和增加的稳态电流引起的粒子间的相互作用。这种行为是证实了随时间变化的密度和参与率的倒数的结果。利用具有相互作用和无序的孤立短链,对含时密度泛函理论和精确结果进行了简要的比较分析,并给出了一般的结论性意见。
2012-04-07 cond-mat.mes-hall
Non-local response in the disordered Majorana chain
自从在半导体纳米线的末端发现马约拉纳费米子以来,实现拓扑量子计算机的前景变得更加光明。这些马约拉纳零模式坚持存在的强无序,可能存在于这样的系统中,受本地化系统的流动性差距。最近提出的操纵马约拉纳链中的量子信息的建议涉及在一维纳米线网络中动态调节栅极电压。然而,正如我们所示,在绝热极限下,一个无序系统与多个零模马约拉纳费米子将经历一个非本地的响应,通过一个多能级朗道-齐纳过渡的本地扰动。这将使存储在目标零模式中的量子信息分散在系统中存在的其他零模式中,使受控门的实现复杂化。然而,有一个解决方案,可能在实践中工作:我们表明,有一个最佳的窗口,在此期间的中间时间尺度的量子信息是近似保存下操纵。
2016-07-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Localization and spectrum of quasiparticles in a disordered fermionic Dicke model
本文利用精确对角化研究费米子双带模型在无序下的能谱与准粒子局域化,发现强耦合能解除电子-空穴激发的局域化,但自由电荷在强耦合下仍保持局域化,据此探讨了电荷输运机制。
2023-05-02 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Topological Phase Transitions in the Disordered Haldane Model
本文研究无序Haldane模型中的拓扑相变,通过实空间Chern标记和转移矩阵提取临界指数,发现无序驱动转变与IQHE平台转变一致,并揭示质量驱动转变线及Chern标记涨落的幂律发散。
2023-12-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Superconductivity of disordered Dirac fermions in graphene
采用空间非均匀自洽Bogoliubov-de Gennes(BdG)方法,数值研究了具有现场Hubbard吸引相互作用U的石墨烯蜂窝晶格的超导性和无序性之间的相互作用.在没有无序的情况下,在电荷中性处有两个相。低于临界值Uc的吸引力相互作用有狄拉克半金属相,并在它上面有超导相。我们在系统中加入标量势无序,同时平均保持电荷中性。BdG方程的数值解表明,在强吸引区(U > Uc),无序通常具有抑制超导电性的作用,而在弱吸引区(U < Uc),弱无序增强超导电性。在弱吸引机制中,太强的无序最终会抑制超导性,即,存在使临界温度Tc最大化的最佳无序强度。我们的数值结果还表明,在弱无序制度,介观不均匀性增强超导性显着超过空间均匀的平均场论a` la Abrikosov-Gorkov的预测。在这种情况下,超导性由罕见的相位相干超导岛组成。我们还研究了无序和介观不均匀性对超导邻近效应的增强,并获得了典型的隧穿态密度和超流磁化率的空间图,这些图可以直接与石墨烯中邻近诱导超导的扫描隧道显微镜(STM)实验进行比较。
2014-07-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ground-State Magnetization for Interacting Fermions in a Disordered Potential : Kinetic Energy, Exchange Interaction and Off-Diagonal Fluctuations
我们研究了无序势中相互作用费米子的模型,假设该模型产生均匀波动的相互作用矩阵元。我们表明,基态磁化强度系统地减少的相互作用矩阵元的非对角波动。在巡游铁磁性的Stoner图中,基态磁化强度仅由铁磁交换和动能的平衡决定,增加相互作用强度总是有利于铁磁性。相互作用涨落的退磁效应的物理起源是希尔伯特空间的低自旋扇区中可用于相互作用诱导散射的大量终态。我们分析了这些波动的小和大的相互作用$U$的限制所发挥的积极作用。在小的$U$限制,我们做了二阶微扰理论,并确定明确的过渡,允许最小的自旋和禁止更高的自旋。然后,这些跃迁相对于较高自旋平均降低最小自旋基态的能量。对于大的相互作用$U$,我们放大了我们早期的工作[Ph. Jacquod and A.D. Stone,Phys. Rev. Lett. 84,3938(2000)],其表明由于在低自旋扇区中多体态密度的较大加宽,最小自旋是有利的。数值结果在这两个限制。
2001-10-05 cond-mat.mes-hall nucl-th
Fredholm determinants, full counting statistics and Loschmidt echo for domain wall profiles in one-dimensional free fermionic chains
本文考虑一个由两个一维费米子链通过链环连接而成的可积系统。链路处的跳变常数可以与体中的跳变常数不同。从左侧链被填充而右侧链为空的初始状态开始,我们根据Fredholm行列式给出了与时间相关的完整计数统计数据和Loschmidt回声。利用这个精确表示,我们计算了上述量以及在大时间限制下通过链路的电流、散粒噪声和纠缠熵。我们发现,物理的强烈影响的值的跳跃常数的链接。如果它小于体中的跳跃常数,则在链接处建立局部稳态,而在相反的情况下,所研究的所有物理量都经历持续振荡。在后一种情况下,振荡的频率由束缚态的能量决定,而对于Loschirton回波,则由化学势的偏置决定。
2020-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech math-ph
Probing the Topology of Fermionic Gaussian Mixed States with {U(1)} symmetry by Full Counting Statistics
本文针对具有U(1)对称性的费米子高斯混合态,提出利用全计数统计的F(θ)函数在θ=π处的发散导数探测模哈密顿量无能隙模式,构建拓扑指示器表征非平凡态,为混合态拓扑研究提供新方法。
2025-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Quantum interference and spin-charge separation in a disordered Luttinger liquid
在Luttinger液体(LL)模型的框架下,研究了自旋对单通道无序量子线中相互作用电子的量子干涉的影响。自旋LL中电子干涉的性质特别重要,因为携带电荷和自旋的基本玻色子激发以不同的速度传播。我们扩展的功能玻色化的方法来处理费米子和玻色自由度在一个无序的自旋LL平等的基础上。我们分析了有限温度下自旋-电荷分离对单粒子费米激发的光谱性质和无序量子线的电导率的影响。我们证明了弱局域化的概念,涉及到多重散射电子波的干扰和它们的退相干由于电子-电子散射,仍然适用于自旋-电荷分离系统。由电子-电子相互作用和自旋-电荷分离的相互作用,相关的退相长度,被发现是参数短于在无自旋LL。我们计算了量子(弱局域化)和经典(记忆效应)的无序自旋LL的电导率的修正。在高温极限下,经典修正占主导地位。
2008-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Complexity of full counting statistics of free quantum particles in product states
研究了玻色子和费米子多粒子乘积态中单粒子算符的量子力学期望值的计算复杂性。这样的期望值出现,特别是在全计数统计问题。根据初始多粒子产物状态,期望值可能容易计算(所需的操作次数与粒子数成多项式关系)或难以计算(至少与矩阵的积式一样难)。然而,如果我们只考虑有限个最终单粒子态的全计数统计,那么在所有分析的情况下,全计数统计生成函数变得容易计算。我们证明后一种说法的一般情况下的费米子产品状态和单玻色子产品状态(相同的玻色子采样建议中使用)。这一结果可能与使用多粒子乘积态作为量子计算的资源有关。
2020-02-21 cond-mat.mes-hall cs.CC quant-ph
Density Modulations and Addition Spectra of Interacting Electrons in Disordered Quantum Dots
利用自洽的Hartree-Fock近似,分析了弱无序势中晶格上无自旋费米子的基态,并通过最近邻相互作用进行相互作用.我们发现,当rs> 1时,电荷密度调制逐渐出现,甚至远离半填充,只有短程密度相关。经典几何相关的“幻数”可以出现在附加谱中,这对量子涨落和无序平均具有显著的鲁棒性。
1999-02-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Superconductivity of disordered Dirac fermions
我们研究了无序对两个空间维度中具有吸引力相互作用的无质量自旋狄拉克费米子的影响,并表明无序和吸引力相互作用的结合对狄拉克半金属相是致命的。首先,我们导出了具有可调掺杂水平(μ)和吸引强度(g)的干净狄拉克费米子系统的零温相图。我们表明,它包含两个阶段:超导体和狄拉克半金属。然后,我们表明,任意弱无序破坏狄拉克半金属,把它变成超导体。我们讨论了长程无序和短程无序的超导电性强度。对于长程无序,超导电性随无序强度呈指数弱。对于短程无序,均匀平均场分析预测,超导性应该是双指数弱的无序强度。然而,对介观涨落的更仔细的处理表明,局部超导熔池应该在更高的温度下形成,并且应该在弱无序中仅呈指数小的温度下建立全局相位相干。我们还讨论了无序的效果上的量子临界点的清洁系统,通过复制场论的无序的效果建设。我们表明,无序是一个相关的扰动的超对称量子临界点。我们预计,在存在吸引力的相互作用,从临界点的流动结束在超导相,虽然坚定的结论不能得出,因为重整化群分析流到强耦合。我们认为,虽然我们预计量子临界点得到超导相下掩埋,签名的临界点可能是可见的有限温度量子临界制度。
2013-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el