Non-linear excitations in 1D correlated insulators
本文利用半经典和微扰重整化群方法研究了一维绝缘体中的电荷输运。我们考虑了电子-电子、电子-声子和电子-二能级系统的相互作用问题。我们发现,非线性集体模式,如极化子和孤子是负责的输运。我们在莫特绝缘体中发现了一种新的激发:极化子孤子。我们讨论了能带绝缘体和莫特绝缘体在自旋谱方面的差异,并得到了它们各自的电荷和自旋能隙。我们发现,电子-电子相互作用提供了强大的重整化的能量尺度的问题。
2001-05-13 cond-mat.str-el
Ab initio calculation of d-d excitations in quasi-one-dimensional Cu d9 correlated materials
用波函数方法计算了准一维自旋链和梯形铜氧化物中Cu的d-d激发能。一套完整的本地激发已被计算与角共享(Sr 2CuO 3和SrCuO 2)和边缘共享(LiVCuO 4,CuGeO 3,LiCu 2 O 2和Li 2CuO 2)CuO 4片,与角共享CuF 6八面体(KCuF 3),梯形系统CaCu 2 O 3,和多铁性氧化铜CuO。我们的数据比较以及与现有的KCuF 3和激发能的共振非弹性X射线散射实验发现CuO的光吸收测量结果。我们报告的其他材料的从头算结果应该有助于解释未来的共振非弹性X射线散射实验对这些高度各向异性的化合物。
2011-11-09 cond-mat.str-el
Correlated motion of particle-hole excitations across the renormalized spin-orbit gap in $\rm Sr_2 Ir O_4$
在由自旋轨道耦合产生的$3/2$和$J=1/2$态构成的赝自旋轨道基下,利用变换库仑相互作用项研究了$\rm Sr_2IrO_4$中穿过自旋轨道能隙的粒子-空穴激发的高能集体模.适当的相互作用强度和重整化自旋轨道间隙,这些集体模式产生两个定义良好的传播自旋轨道激子模式,与共振非弹性X射线散射(RIXS)测量的能量尺度和色散非常一致。
2020-02-05 cond-mat.str-el
Hierarchical excitations from correlated spin tetrahedra on the breathing pyrochlore lattice
物理系统中的耦合强度的层次结构通常在低能量下产生有效的模型,其中解耦的高能量模式被集成出来。在这里,使用中子散射,我们表明,在呼吸烧绿石晶格化合物CuInCr $_4$ S $_8$的自旋激发是分层的,可以近似的相关四面体在低能量的有效模型。在较高的能量,四面体内的激发与强磁振子-声子耦合一起观察,这表明晶格自由度在稳定自旋四面体的可能作用。我们的工作说明了自旋动力学在CuInCr $_4$ S $_8$,并演示了一个通用的有效集群的方法来理解呼吸型晶格上的动力学。
2021-01-29 cond-mat.str-el
Collective Spin Excitations in Correlated Moiré Chern Ferromagnets
Condensed Matter Theory Center, Department of Physics, University of Maryland(马里兰大学凝聚态理论中心);Department of Physics, The University of Texas at Dallas(德克萨斯大学达拉斯分校物理系)
研究莫尔诱导的窄电子带在铁磁体中自旋激发的影响,揭示拓扑特性变化对磁序稳定性和临界温度的增强作用。
2026-03-20 cond-mat.str-el
Magnon self energy in the correlated ferromagnetic Kondo lattice model: spin-charge coupling effects on magnon excitations in manganites
利用图解展开法计算了关联铁磁Kondo晶格模型中自旋-电荷耦合引起的磁振子自能。系统地将自能和顶点校正形式的相关效应,扩展计划明确地保留了连续的自旋旋转对称性,因此戈德斯通模式。由于在中等耦合和铁磁锰氧化物相关的最佳带填充下,关联FKLM的重整化磁振子能量几乎与关联项无关。即使在更高的能带填充下,尽管表现出整体的非海森堡行为,但在Γ-X方向上的磁振子色散仍然保持接近海森堡形式。因此,实验观察到的掺杂依赖区界磁振子软化必须归因于自旋轨道耦合效应。
2013-06-12 cond-mat.str-el
Self-consistent Dual Boson approach to single-particle and collective excitations in correlated systems
我们提出了一个有效的双玻色子方案,它扩展了DMFT范式相关系统中的集体激发。该理论在单粒子和双粒子水平上都是完全自洽的,从而描述了集体模式的形成以及电子和玻色子光谱的重正化。该方法采用了一个有效的杂质模型,包括费米子和玻色子杂化功能。只有单电子和双电子格林函数的参考问题进入理论,由于有效玻色浴的自洽条件的最佳选择。我们表明,该理论是自然描述的对偶Luttinger-Ward功能,并遵守相关的守恒律。
2016-01-11 cond-mat.str-el
Spin and charge excitations in the correlated multiband metal Ca3Ru2O7
我们利用Ru $L_3$ -边缘共振非弹性X射线散射(RIXS)研究了Ca $_3$ Ru $_2$ O $_7$从MeV尺度的磁动力学到eV尺度的带间跃迁的全范围激发。该双层$4d$ -电子相关金属表现出丰富的相图,显示出低于56 K的长程磁有序,随后在48 K伴随着结构、磁性和电子跃迁。在低温阶段,我们观察到一个磁激发的带宽为$\sim$ 30毫电子伏和$\sim$ 8毫电子伏的间隙在区域中心,与非弹性中子散射数据非常吻合。可以使用具有单离子各向异性项的双层$\mathrm{S}=1$系统的海森堡哈密顿量来模拟色散。在较高的能量损失下,$dd$型激发在存在巡回电子的情况下显示出重阻尼,从而在$t_{2g}$和$e_g$带之间产生类似荧光的信号。在同一时间,我们观察到的共振起源于本地化的$t_{2g}$激发,在类比结构相关的莫特绝缘体钙$_2$ RuO $_4$。但是,尽管Ca $_2$ RuO $_4$显示出尖锐的分离的自旋轨道激发和洪德规则驱动的自旋状态转变,在这里,我们只确定了一个单一的广泛的不对称特征。这些结果表明,即使在巡游电子的存在下,激发变得强烈混合,在Ca $_3$ Ru $_2$ O $_7$中的相关物理的基础上的局部离子内相互作用。
2020-12-18 cond-mat.str-el
Generic optical excitations of correlated systems: $π$-tons
光与固体的相互作用产生了新的玻色子准粒子,激子无疑是这些极化激元中最著名的。虽然激子是半导体的通用极化激元,我们表明,强相关系统的另一个极化激元是普遍的-在这些系统中占主导地位的反铁磁或电荷密度波波动起源。由于这些通常与波矢量${\mathbf k}= (π,π,\ldots)$或接近它,我们建议调用派生的极化激元$π$ -吨。这些$π$ -吨产生领先的顶点校正的光学电导率在所有相关的模型研究:哈伯德,扩展的哈伯德模型,Falicov-Kimball,和Pariser-Parr-Pople模型,无论是在绝缘和金属相。
2020-02-03 cond-mat.str-el
Spin excitations of the correlated semiconductor FeSi probed by THz radiation
通过直接测量FeSi的复光学电导率$σ(ν)$,我们发现了一个以频率$ν_{0}(4.2 K) \approx 32 cm^{-1}$为中心的宽吸收峰,该吸收峰在温度低于20 K时出现。这一特征是由在电子态密度的间隙中间形成的自旋极化子态引起的。我们观察到被$H_{e}=34\pm 6 T$交换场分裂的电子能级之间的自旋激发。自旋涨落是决定自旋极化子形成和富磁相图的主要因素。
2011-06-03 cond-mat.str-el
Ab initio determination of excitation energies and magnetic couplings in correlated, quasi two-dimensional iridates
为了确定铱酸盐Sr $_2$ IrO $_4$和Ba $_2$ IrO $_4$ -高温超导性的潜在平台-中基本的电子和磁相互作用的强度,我们使用基于波函数的电子结构理论的多体技术。多重态物理,自旋-轨道相互作用,和Ir-O杂化都被平等对待,完全{ \it从头算}。我们的计算将Sr $_2$ IrO $_4$ /Ba $_2$ IrO $_4$的最低d-d激发置于0.69/0.64 eV,显著低于同构铜酸盐。电荷转移激发开始于3.0/1.9 eV,磁最近邻交换耦合为51/58 meV。现有的实验结果是完全一致的,这些值,这强烈约束的参数化的有效虹彩哈密顿量。
2012-03-09 cond-mat.str-el
Topological Character of Excitations in Strongly Correlated Electronic Systems: Confinement and Dimensional Crossover
拓扑非平凡态在宏观尺度上的对称性破缺相中是常见的。低维系统将它们带到微观水平,在那里孤子以单个粒子的形式出现。最早和最新的应用是导电聚合物和自旋佩尔斯链。在历史介绍之后,我们将讨论基本激发的拓扑方面,特别是禁闭和维度D交叉。在1D水平上,我们利用不同的精确和近似技术的孤子理论的结果,量子和半经典模型,以及相关的知识异常电荷和电流。在更高的D的拓扑要求的组合对称性起源的自旋或电荷- roton类似的激发与电荷或自旋扭结本地化的核心。在准1D世界中,它们可以被看作是由于3D限制而导致的自旋-电荷复合。
2000-06-23 cond-mat.str-el
Correlated decay of triplet excitations in the Shastry-Sutherland compound SrCu$_2$(BO$_3$)$_2$
用中子非弹性散射方法研究了二维Shastry-Sutherland量子磁体SrCu $_2$(BO $_3$)$_2$中带隙三重激发(三重子)的温度依赖性.在10~K温度范围内,激发振幅随温度的变化而迅速减小,而积分光谱权重可以用孤立的二聚体模型来解释。分析这种异常的谱线形状的阻尼谐振子表明,所观察到的阻尼是由于一个两个组件的过程:一个组件保持尖锐和分辨率有限,而第二个加宽。我们通过一个简单但定量准确的模型解释了相关的三重子衰变的基本机制:一个激发的三重子是长寿的,如果没有热填充的三重子附近,但衰变迅速,如果有。这一现象是Shastry-Sutherland晶格中阻挫诱导三体子局域化的直接结果。
2014-08-13 cond-mat.str-el
Resonant inelastic x-ray scattering as a probe of optical scale excitations in strongly electron-correlated systems: quasi-localized view
本文讨论了共振非弹性X射线散射技术在电子关联材料光标激发研究中的应用。给出的例子,包括3D过渡金属,镧系元素和锕系元素系统获得的数据。在某些情况下,数据进行了比较,晶体场多重态和安德森杂质模型的计算结果。指出了该技术的优点,如能探测到其它光谱学所不能探测到的基态组态的扩展多重态结构,光谱轮廓对所讨论元素的化学状态和晶场强度极为敏感,以及在探测基态特征方面具有巨大的潜力(例如,稀土中的基态J混合),这是由于该技术的元素选择性和严格的选择规则。讨论了在描述电荷转移过程时,在不同的激发能下,非弹性散射结构与电荷转移激发的线性色散之间可能存在的偏差以及模型参数的估计等问题
1999-09-30 cond-mat.str-el
Hidden structure in the spectra of strongly correlated electrons in 1d
我们确定了一个结构的相互作用的电子的一维晶格模型的光谱,其特征在于由一个异常的缺口分支的基本激发。专注于一个家庭的Bethe anonymous可解模型,其中所有的激发是稳定的衰变,我们做了一个四向分类的能量谱,以及属于每个类的模型。我们特别发现,反常激发分支可以在自旋和电荷对称扇区之间切换,而不改变基态。相反,它通过变得无法到达基态而改变了它的性质。
2020-10-21 cond-mat.str-el
Dual boson approach to collective excitations in correlated fermionic systems
我们开发了一个一般的理论,玻色子分解为本地和非本地的相互作用在晶格费米子模型,使我们能够描述费米子自由度和集体电荷和自旋激发平等的基础上。在路径积分形式主义的所谓对偶变量中,构造了费米子和玻色子自由度相互作用中的有效微扰理论。该理论考虑了费米子和集体玻色子模式的所有局部相关性,并在固体中电子的巡回和局部制度之间进行插值。该理论的零级近似对应于扩展动力学平均场论(EDMFT),给出了计算EDMFT非局域修正的一般方法。结果表明,双阶梯求和给出了超越EDMFT的守恒近似。该方法是特别适合考虑集体磁和电荷激发,并允许计算他们的重整化相对于“裸”RPA的特性。得到了关联介质中等离子体色散的一般表达式。作为一个例子,它表明,有效的超交换相互作用的半满哈伯德模型内的双阶梯近似。
2011-12-14 cond-mat.str-el
Strictly correlated electrons approach to excitation energies of dissociating molecules
在这项工作中,我们考虑一个数值可解的模型的两电子双原子分子研究最近提出的近似的基础上的密度泛函理论的所谓严格相关电子(SCE)。我们绘制出了在较宽的键距和相互作用强度范围内的完整的两粒子波函数,并得到了在强相互作用和弱相互作用的各种极限下以及在大键距极限下的两粒子态和本征能的解析结果。然后,我们研究了所谓的Hartree交换相关(Hxc)内核的含时密度泛函理论,这是一个关键的成分,在计算激发能。我们研究了基于绝热SCE(ASCE)理论的近似,该理论显示出精确HXC内核的一个特殊功能,即空间发散作为键距的函数。这使得ASCE内核的候选人,以纠正臭名昭著的失败,常用的绝热局域密度近似(ALDA)在计算解离分子的激发能。与ALDA不同的是,我们从ASCE内核的解离制度,但他们不对应于那些真正的光谱,除非相互作用强度被认为是非常大的SCE理论具有正确的制度的有效性,在这种情况下,激发能变得准确,并代表严格相关的电子的所谓零点振荡的非零激发能。通常研究的物理解离制度,即在中间相互作用强度的大分子分离,因此仍然是一个挑战的密度泛函近似的基础上SCE理论。
2019-01-16 cond-mat.str-el
Vibronic Excitation Dynamics in Orbitally Degenerate Correlated Electron System
研究了轨道简并关联系统中的轨道-晶格耦合激发动力学。我们提出了一个理论框架,其中本地振动激发和超交换型站点间的相互作用处理在平等的基础上。我们推广的自旋波近似,以便考虑到本地振动态。该方法适用于从弱到强的Jahn-Teller耦合量级。两种特征激发模式共存;低能量色散模式和高能量多峰模式。这些被确定为集体振动模式,和Flanck-Condon激发在一个单一的Jahn-Teller中心修改的站点间的相互作用,分别。目前的形式主义涵盖在几个轨道晶格耦合系统的振动动力学。
2013-08-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Using RIXS to uncover elementary charge and spin excitations in correlated materials
尽管在铜L-边缘的铜酸盐的共振非弹性X射线散射(RIXS)实验取得了重大进展,但在基本激发和电荷和自旋结构因素的连接方面,对横截面的理论理解仍然不完整。在这里,我们使用最先进的,无偏的数值计算研究的低能量激发的RIXS探测未掺杂和掺杂的哈伯德模型相关的铜酸盐。结果突出了散射几何形状的重要性,特别是入射和散射的X射线光子偏振,并表明,在定性水平上的RIXS光谱形状的交叉极化通道近似的自旋动力学结构因子。然而,在平行极化通道中,RIXS过程的复杂性超出了简单的两粒子响应,使分析复杂化,并表明试图将RIXS与不太复杂的关联函数联系起来的近似和展开不能再现RIXS光谱特征的全部多样性。
2015-10-17 cond-mat.str-el
Optoelectronic excitations and photovoltaic effect in strongly correlated materials
基于常规半导体的太阳能电池在将太阳能转换成电方面具有低效率,因为超出入射太阳光子的间隙的多余能量被声子转换成热。在这里,我们通过从头计算方法表明,强相关绝缘体(SCI)中存在强库仑相互作用,导致高度光激发的电子-空穴对通过碰撞电离(II)快速衰减为多个电子-空穴对。我们表明,在绝缘$M_1$阶段的二氧化钒(选择本研究,因为它被认为是一个典型的SCI)的II率是两个数量级高于Si和远高于热电子/空穴衰减率由于声子。我们的研究结果表明,一个相当广泛的类材料可以利用一个有效的太阳能到电能的转换,以前没有考虑过。
2014-09-29 cond-mat.str-el
Spin-flip excitations and Stoner ferromagnetism in a strongly correlated quantum Hall system
在强库仑相互作用条件下,当朗道能级混合是决定激发能的主要因素时,模拟和研究了填充因子nu=2的量子霍尔电子系统中的自旋翻转激发.的“一激子”的方法用于纯电子激发的问题,使我们能够描述从非极化/paramgnet状态的极化/铁磁体的一个斯通跃迁。理论结果与现有的实验数据进行了比较。
2020-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Diagrammatic study of optical excitations in correlated systems
光学电导率包含了相关电子系统性质的相关信息。在无限维中,动力学平均场论变得精确,顶点修正可以忽略不计,电导率可以从粒子-空穴泡计算。一个有趣的问题涉及有限维系统中最相关的顶点校正的性质和效果。最近的一项数值研究表明,波矢为π的有序不稳定性附近的主导顶点校正来自垂直阶梯,类似于Maki-Thompson图。由于这个梯形图的RPA版本,被称为π-ton,可以很容易地评估,这表明了一个简单的程序,将反铁磁或电荷密度波波动纳入光学电导率和相关磁导率的动态平均场估计。我们实现了半满哈伯德模型,考虑π吨和双阶梯扩展的π吨,并揭示了这些顶点校正的频谱签名。
2020-10-18 cond-mat.str-el
Tunneling Breakdown of a Strongly Correlated Insulating State in VO$_2$ Induced by Intense Multi-Terahertz Excitation
我们直接跟踪的近红外和中红外透射率的变化VO $_2$薄膜在超快绝缘体到金属的过渡高场多太赫兹瞬态触发。进入亚稳态金属状态的非热切换仅由所施加的太赫兹场的幅度控制。与低于阈值能量密度的共振激发相反,没有观察到激子自陷的特征。我们的研究结果是一致的产生空间分离的电荷对和合作过渡到离域金属态的太赫兹场诱导隧穿。隧穿过程是非线性量子电动力学中Schwinger效应的凝聚态模拟。我们发现,通过用电子相关长度为2.1 $Å$替换康普顿波长,与电子对产生公式吻合得很好。
2015-05-08 cond-mat.str-el
Magnetic excitation spectra of strongly correlated quasi-one dimensional systems: Heisenberg versus Hubbard-like behavior
研究了准一维磁性材料中电荷自由度对自旋激发动力学的影响。本文用密度矩阵重整化群方法计算了半电子填充链和梯形几何上哈伯德模型的动力学自旋结构因子,并与电荷自由度被冻结的海森堡模型的结果进行了比较。对于链和两条腿的梯子,我们发现,哈伯德模型光谱定性类似于海森堡光谱-与低能量峰类似的自旋激发-已经在中间的现场排斥小到$U/t \sim 2-3$,虽然在不同的动量的峰值强度的比例继续发展,随着增加$U/t$收敛到海森堡极限。我们讨论了这些结果的中子散射实验的影响,我们提出的标准,建立准一维系统的$U/t$的值由一个轨道哈伯德模型从实验信息。
2016-11-30 cond-mat.str-el
Spin degrees of freedom and flattening of the spectra of single-particle excitations in strongly correlated Fermi systems
研究了长程自旋-自旋关联对单粒子谱$ξ(p)$中朗道态失稳点以外的平坦部分结构的影响。我们用一个类似的长程自旋相关项来补充著名的有限标量长程力费米系统的Nozieres模型,并计算了谱与其强度$g$的关系.发现Nozieres的结果与$g>0$一样成立。然而,随着$g$改变它的符号,自发磁化被证明出现在任何非零的$g$。的强度$|g|$的增加被证明导致收缩的域在动量空间中,占据的平坦部分的$ξ(p)$,并最终,在其消失。
2003-08-15 cond-mat.str-el
Near-adiabatic parameter changes in correlated systems: Influence of the ramp protocol on the excitation energy
本文用非平衡动力学平均场论研究Falicov-Kimball模型中跳跃参数慢变时的激发能。激发能在长斜坡时间内代数地消失,其指数取决于斜坡是否发生在金属相内、绝缘相内或跨越Mott转变线。对于金属或绝缘相内的斜坡,指数与小斜坡的微扰分析一致。微扰表达式相当普遍地表明,指数显式地依赖于系统在初始状态下的频谱和斜坡协议的平滑性。这解释了无间隙的性质上不同的行为(例如,金属的)和有间隙的(例如,莫特绝缘)系统。对于带隙系统,激发能的渐近行为仅取决于斜坡协议,并且对于更平滑的斜坡,其衰减变得更快。对于无间隙系统和足够光滑的斜坡,渐近是斜坡无关的,只依赖于系统的内禀谱。然而,如果斜坡不够平滑,则无法观察到内在行为。这与费米哈伯德模型中的小相互作用的斜坡有关,其中由于在开始和结束时的扭结,对于线性斜坡不能观察到激发能的固有立方衰减。
2009-11-06 cond-mat.str-el
Emergent Honeycomb Network of Topological Excitations in Correlated Charge Density Wave
当两个周期性势在材料中竞争时,一个可能采用另一个,这直接产生拓扑缺陷。特别令人感兴趣的是畴壁的电荷,偶极,和自旋有序系统,管理宏观性能和重要的功能。然而,详细的原子和电子结构的畴壁往往是不确定的,其功能的微观机制一直难以捉摸。在这里,我们澄清了完整的原子和电子结构的域壁网络,蜂窝网络连接的Z $_{3}$涡旋,在近相称的莫特电荷密度波(CDW)相的1 T-TaS $_{2}$。扫描隧道显微镜解析畴壁和它们的涡旋内的特征电荷顺序。密度泛函理论的计算揭示了它们独特的原子弛豫和金属的间隙态紧密限制在其中。一个通用的理论,它连接这个新兴的蜂窝网络的导电电子的增强超导性。
2019-07-22 cond-mat.str-el
Witnessing the formation and relaxation of massive quasi-particles in a strongly correlated electron system
非平衡态半导体物理是建立在不同自由度在不同时间尺度上相互作用的范式之上的。在这种情况下,光激发通常被视为电子能量的脉冲注入,仅在稍后的时间转移到其他自由度。在这里,通过研究超快粒子动力学在一个典型的强关联电荷转移绝缘体(La2CuO4),我们表明,电子和玻色子之间的相互作用直接表现在光激发过程中的相关材料。借助于一般的理论框架(Hubbard Holstein Hamilton),我们揭示了子能隙激发引导了巡游准粒子的形成,这些巡游准粒子被玻色子场的超快反应突然修饰(<100 fs)。
2014-03-07 cond-mat.str-el
Ultrafast coupled charge and spin dynamics in strongly correlated NiO
跨越电子带隙的电荷激发在光电子学和光捕获中发挥着重要作用。与传统半导体相比,强关联材料中带隙以上光激发的研究仍处于起步阶段。在这里,我们揭示了超快动力学控制的洪德的物理在强相关的光激发NiO。通过结合时间分辨双光子光电子能谱实验和最先进的数值计算,确定了由Hund激发引起的超快($\lesssim$ 10\,fs)弛豫和相关的光致隙内态.值得注意的是,在低温下,这些带隙态的重量显示出长达2 μ ps的长寿命相干THz振荡。这些振荡的频率对应于NiO中的反铁磁超交换相互作用的强度,并且它们的寿命随着接近Néel温度而消失。对双带$t$ - $J$模型的数值模拟表明,THz振荡起源于局域多体激发和长程反铁磁序的相互作用.
2019-09-02 cond-mat.str-el
Emergent gauge fields and their nonperturbative effects in correlated electrons
现代凝聚态物理的历史可以看作是Stoner和Anderson物理图像之间的竞争与和解,前者基于动量空间描述,侧重于长波长涨落,后者基于实空间物理,侧重于涌现局域激发。特别是,这两种观点在各种非微扰现象中相互竞争,其范围从高T $_{c}$超导性问题,有机材料和受抑自旋系统中的量子自旋液体,重费米子量子临界性,相关电子系统如掺杂硅和二维电子系统中的金属-绝缘体跃迁,分数量子霍尔效应,最近讨论的铁基超导体。调和这些相互竞争的框架的一种方法是在斯通纳的描述中引入拓扑非平凡的激发,这些激发似乎在空间或时间中局部化,有时在两者中局部化,其中巡回电子和拓扑激发之间的散射,如skyrmions,涡旋,各种形式的瞬子,涌现的磁单极子等,可能会捕获超出斯通纳范式的非微扰局部物理。在这篇综述文章中,我们讨论了拓扑激发对关联电子动力学的非微扰效应。......
2015-01-06 cond-mat.str-el
Topological Excitations of One-Dimensional Correlated Electron Systems
本文用玻色化技术研究了一维超导体和密度波系统中低能激发的性质。除了通常的自旋和电荷量子数,一个新的,独立的可测量的属性被引入到描述基本的,低能量的激发。它可以被定义为一个数字w,它以$π$的倍数来确定作为激励的序参量的相位从最左边转置到最右边的次数。对于具有常规量子数的电子和空穴,缠绕数为零,但对于中性自旋1/2激发和具有单位电子电荷的无自旋激发,缠绕数获得非平凡值w=1。如果收费是不合理的,它甚至可能是不合理的。因此,这些激发是拓扑的,它们可以被看作是由自旋或电荷自由度组成的复合粒子,并通过序参量中的扭结进行修饰。
1998-08-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Excitations in correlated superfluids near a continuous transition into a supersolid
我们研究了一个超流体的晶格接近过渡到一个超固相,并表明,均匀的超流中的均匀超流可以驱动roton间隙为零。这导致了超流中涡旋核周围的超固体秩序,其核心周围的调制图案的大小与体超流密度和Roton间隙有关。我们还研究了均匀超导体在相变到超固相附近的电子隧穿态密度。被认为是强关联超导体的影响。
2006-03-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Collective Charge Excitations of Strongly Correlated Electrons, Vertex Corrections and Gauge Invariance
我们认为集体,长波长的电荷激发相关介质中存在的短,长距离的力量。作为一个例子的情况下,短程相互作用,我们研究的二维哈伯德模型内的动力学平均场论(DMFT)。它明确表明,DMFT磁化率包括顶点校正尊重沃德恒等式,并产生一个明显的规范不变的响应在有限维。对于计算的敏感性,我们使用不同的表达式,并建立其形式等价的标准DMFT公式。它允许更稳定的分析延续。我们发现一个零声音模式预期的短程部队。讨论了顶点修正、规范不变性和集体模出现之间的关系。长程力的处理范围内扩展的动力学平均场论。为了获得规范不变的响应,它是必要的,另外将一些非局部顶点校正到偏振。在这样做的时候,我们得到了三维哈伯德模型中的等离子体激元。等离子体频率由(单粒子)密度分布决定,这是规范不变性的结果。我们将此结果与从磁化率的分析延拓中提取的等离子体频率进行比较。这与规范不变性条件下的预言是一致的。
2014-12-07 cond-mat.str-el
Charge dynamics of correlated electrons: Variational description with inclusion of composite fermions
提出了一种基于变分蒙特卡罗方法计算关联电子系统基态电荷动力学结构因子的方法。我们的基准的一维和二维哈伯德模型表明,包含复合费米子激发基组大大提高了精度,在引用的确切的集群的电荷动力学结构因子。结合对较大系统的精确对角化研究,我们的结果表明,如果在线性响应理论中将复合费米子激发适当地包含在中间态的限制Hilbert空间中,变分Monte Carlo方法是研究相关材料(如氧化铜超导体)中电荷动力学性质的一种很有前途的方法.我们的结果与文献中由单粒子谱函数$A(\mathbf{k}, ω)$推导的粒子-空穴激发相一致。我们还讨论了将非局域复合费米子更准确的描述的重要性。并对今后需要进一步改进的问题进行了讨论。
2020-02-16 cond-mat.str-el
Fractionalization in Fractional Correlated Insulating States at $n\pm 1/3$ filled twisted bilayer graphene
该研究证明扭转双层石墨烯在$n\pm1/3$填充下的分数相关绝缘态具有分数电荷和受限迁移性,量子涨落驱动形成量子双纽线液体或固体,并发现$U(1)\times U(1)$ 1-形式对称性统一了激发运动,预测稀掺杂产生Luttinger液体行为。
2023-07-25 cond-mat.str-el
High-pressure infrared spectroscopy: tuning of the low-energy excitations in correlated electron systems
在保证常压实验精度的前提下,将高压光谱的测量范围扩展到远红外区。这一新方法为研究关联电子系统的压力诱导相变和电子结构变化提供了有力的工具。这种新型的光学压力传感器配备了大孔径金刚石窗口,可以测量低至$ω\approx20-30$ cm $^{-1}$的光学反射率,适用于高达$p\approx26$ kbar的流体静压。通过对二维电荷密度波1 $T$ -TaS $_2$的研究,证明了该技术的有效性,其电子结构对外压具有很高的敏感性. 1 $T$ -TaS $_2$的室温半金属相通过施加压力而有效地扩展,并且在高于$p=14$ kbar时稳定为基态。在T=300 K以下,相应的完全非相干低能光电导率几乎与温度无关。对于中间压力,低温绝缘相的发生反映了反射率的突然下降和尖锐的声子共振的出现。
2007-08-29 cond-mat.str-el
Quasiparticle excitations in steady state transport across a correlated layer
在这项工作中,我们调查的光谱和输运性质的一个单一的相关层连接到两个金属铅,特别是侧重于低能量物理。通过在引线之间施加偏置电压来驱动稳态电流穿过层。扩展以前的工作,我们引入了一个非零温度的铅,这使我们能够详细研究准粒子激发的输运特性的影响。尽管该系统显然是三维的,但我们获得的电流-电压曲线与单个量子点的电流-电压曲线非常相似。此外,分裂的准粒子激发偏置电压中观察到的光谱函数。
2015-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Emergent Bloch Excitations in Mott Matter
我们开发了一个统一的理论图片莫特系统中的激发,描绘了重准粒子激发和哈伯德带作为一个新兴的费米液体状态形成在一个扩展的希尔伯特空间,这是非微扰连接到物理系统的功能。这一观察揭示了这样一个事实,即即使是强关联物质中的非相干激发也经常显示出明确的布洛赫特征,具有明显的动量色散。此外,它表明,莫特点可以被看作是一个拓扑转变,在那里的不同的色散带的数量显示出突变的临界点。我们的结果,从一个适当的变分原理,也显示出显着的定量精度。这为强相关材料的快速真实建模开辟了一条令人兴奋的途径。
2017-07-23 cond-mat.str-el
On the lowest energy excitations of one-dimensional strongly correlated electrons
证明了一维半整数自旋广义海森堡模型和半满扩展哈伯德模型的最低激发态$E_{low}(k)$是$π$ -周期函数.对于分数填充的哈伯德模型,$E_{low}{(k+ 2 k_f)} = E_{low}(k)$,其中$2 k_f= πn$和$n$是每个晶胞的电子数。此外,如果系统的基态之一在热力学极限下是磁性的,则对于任何$k$,都是$E_{low}(k) = 0$,因此光谱在任何波矢处都是无间隙的。最后一条语句对于自旋的任何整数或半整数值都为真。
1999-08-28 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Towards Excitations and Dynamical Quantities in Correlated Lattices with Density Matrix Embedding Theory
针对DMET难以扩展到强关联系统动力学量的问题,提出通过DMET近似单模激发近似中的矩阵元以获取激发态和动力学谱函数的方法,在一维Hubbard模型中验证其与基准结果的一致性,为构建高效动力学量计算方法提供思路。
2025-07-10 cond-mat.str-el physics.chem-ph physics.comp-ph
Uncovering selective excitations using the resonant profile of indirect inelastic x-ray scattering in correlated materials: Observing two-magnon scattering and relation to the dynamical structure factor
共振非弹性X射线散射(RIXS)是一种光谱技术,它已被广泛用于研究关联和其他凝聚态系统中的各种元激发。对于强相关材料,除了提升整体信号外,共振轮廓对入射光子能量的依赖性仍然没有完全理解。先前在连接间接RIXS中的努力,例如Cu K边,其中散射仅通过作为中间态产生的芯孔发生,其中电荷动力学结构因子S(q,ω)忽略了对中间态配置的复杂依赖性。为了解决这个问题,我们进行了一个精确的对角化研究的RIXS截面使用单带哈伯德模型,充分解决中间状态的贡献。我们的研究结果是相关的材料,如高Tc铜酸盐的间接RIXS。我们证明了当中间态的核-空穴势不存在屏蔽通道时,RIXS谱可以简化为S(q,ω)谱.我们还表明,两个磁振子激发突出的共振光子能量时,在相应的中间态的核心空穴势屏蔽不良。我们的研究结果表明,不同的元激发可以强调在不同的中间状态,这样,选择准确的入射能量是至关重要的,当试图捕捉一个特定的元激发。
2012-12-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Propagation of local excitations through strongly correlated quantum chains
局部作用于一维自旋链的外部横向磁信号的传播产生贯穿系统的扰动。这种量子效应可以被解释为经典的行波,其包含取决于链的大小的大量频率的叠加。它的局部振幅固定了链中任何位置处自旋的z分量的大小。确定了群速度的平均值和最大值,并与由Lieb-Robinson上界不等式确定的传输速度进行了比较。
2011-09-15 cond-mat.str-el quant-ph
Peierls ground state and excitations in the electron-lattice correlated system (EDO-TTF)_{2}X
本文研究了一维有机化合物(EDO-TTF)_{2}X中的奇异Peierls态,其中Peierls跃迁伴随着分子的弯曲和沿一维链的四重周期电荷排列.这样的Peierls态,其中电子相关和电子-声子相互作用之间的相互作用起着重要的作用,检查基于扩展Peierls-Holstein-哈伯德模型,其中包括交替的晶格畸变和分子变形的弹性能。该模型再现了实验观察到的电荷畸变模式,并且存在一个亚稳态,其中能量相对于晶格畸变和/或分子变形取局部最小值。此外,我们研究了Peierls基态和亚稳态的激发态,考虑孤子形成的电子。结果表明,从亚稳态激发孤子所需的能量远小于Peierls态,前者仅随电荷自由度增加,后者随自旋和电荷自由度增加.在此基础上,我们讨论了(EDO-TTF)_{2} PF_{6}中的奇异光致相位。
2008-05-20 cond-mat.str-el
Elementary excitation in the spin-stripe phase in quantum chains
凝聚态物质中的基本激发在一个简单的准粒子图像中捕捉到相互作用的基本实体的复杂多体动力学。在磁性系统中,最常见的准粒子是磁振子和自旋子,磁振子是存在于有序自旋结构中的集体激发,自旋子是它们的分数对应物,它们出现在无序但相关的自旋状态中。在这里,我们报告的发现,固有的自旋条纹秩序,代表了两个相子准粒子的束缚态,导致在摆动的磁矩运动的基本激发。我们观察到这些激发,我们称之为“摇摆子”,在挫折曲折自旋1/2链化合物$β$ -TeVO $_4$,在那里他们引起不寻常的低频自旋动力学的自旋条纹阶段。这一结果为研究强关联电子系统的条纹物理提供了新的思路。
2019-05-06 cond-mat.str-el
Spin and orbital ferromagnetism in strongly correlated itinerant electron systems
在各种理论模型下计算了轨道矩未淬灭的窄带铁磁体的单电子和集体激发谱。自旋和轨道激发与传导电子的相互作用导致前者的阻尼,然而,结果是相当小的;因此,除了通常的自旋波,可以存在定义明确的轨道。由于这种相互作用,在费米能附近的电子能谱中出现非准粒子态。考虑了饱和自旋和轨道铁磁有序的稳定性判据。讨论了磁铁矿和锰氧化物巨磁电阻中可能的轨道有序效应。
2005-07-05 cond-mat.str-el
Elementary Steps of Energy Conversion in Strongly Correlated Systems: Beyond Single Quasiparticles and Rigid Bands
University of Göttingen(哥廷根大学);Clausthal University of Technology(克劳斯塔尔工业大学);Lawrence Berkeley National Laboratory(劳伦斯伯克利国家实验室)
本文研究强相关材料中能量转换的基元步骤,揭示了电子-声子、电子-电子和自旋-自旋相互作用的复杂竞争,超越了传统半导体中单准粒子和刚性能带模型。
2025-07-30 cond-mat.str-el
Two-particle photoemission from strongly correlated systems: A dynamical-mean field approach
本文在哈伯德模型的基础上,从理论上研究了强关联系统的同时光诱导两粒子激发。在一定条件下,相应的跃迁几率与两粒子谱函数有关,我们用三种不同的方法计算了两粒子谱函数:动态平均场论结合量子蒙特卡罗(DMFT-QMC)方法、一阶微扰理论和阶梯近似。结果进行了分析和比较的边缘的金属-绝缘体过渡的系统。电子相关强度和掺杂的依赖关系进行了探讨。此外,帐户的轨道简并允许洞察带间相关的影响,两个粒子的激发。一个合适的实验实现进行了讨论。
2010-04-30 cond-mat.str-el
Spinons in the strongly correlated copper oxide chains in SrCuO2
我们研究了自旋动力学在强关联链氧化铜SrCuO $_2$的能量高达$\gtrsim 0.6$ eV使用非弹性中子散射。在S=1/2的反铁磁海森堡自旋链中,我们观察到了一个用Muller-anomaly描述的双自旋连续谱的磁性激发的声带.连续谱的下边界延伸到$\approx 360$ meV,其对应于交换常数$J = 226(12)$ meV。我们的发现,一个有效的海森堡自旋Hamlitonian充分描述了这个一维电子系统的自旋扇区,即使它的能量规模是可比的电荷激发,提供了令人信服的实验证据自旋电荷分离。
2003-12-31 cond-mat.str-el
Transport properties of strongly correlated metals:a dynamical mean-field approach
计算了半满超立方晶格上受抑哈伯德模型金属相输运性质的温度依赖关系。动力学平均场论,该理论将哈伯德模型映射到单个杂质安德森模型上,该模型自洽地求解,并且在大维度的限制下变得精确。随着温度的升高,存在从低温下的相干费米液体激发到高温下的非相干激发的平滑过渡。与传统金属不同,这种交叉导致电阻、热电势和霍尔系数的非单调温度依赖性。电阻从低温下的二次温度依赖性平滑地增加到可以超过莫特-约费-雷格尔值的大值,hbar a/e^2(其中“a”是晶格常数)与小于晶格常数的平均自由路径相关联。准粒子激发的热破坏的进一步签名是在热电势的峰值和德鲁德峰的光导性的情况下。这里提出的结果是相关的广泛的强相关的金属,包括过渡金属氧化物,锶铼酸盐,和有机金属。
1999-09-02 cond-mat.str-el
Time Evolution with the DMRG Algorithm: A Generic Implementation for Strongly Correlated Electronic Systems
详细描述了DMRG算法中的时间步长目标时间演化方法。本出版物的重点是算法的实现及其通用应用。一个哈伯德模型内的一个网站的激励的情况下进行了分析,作为测试的算法,使用开链和两条腿的阶梯几何形状。最近讨论的莫特绝缘体的holon-doublon光激发的情况下,该程序的准确性进行了分析。性能和并行化问题进行了讨论。此外,还提供了完整的开源代码作为补充材料。
2011-03-28 cond-mat.str-el
Broad line-width of antiferromagnetic spinwave due to electrons correlation
我们研究了双层反铁磁(AF)绝缘体和相关金属的磁激发,其中双重占有是禁止的。利用平面间二阶耦合的路径积分公式,导出了AF自旋波在AF绝缘体中的有效作用。用Gutzwiller近似处理关联金属中的电子关联,将跳跃积分用与空穴密度成正比的gt重正化。AF自旋波激发的线宽来源于相关金属中的粒子-空穴激发。通过增加相关效应,即,随着g_t的减小,低能量下的线宽与g_t成反比增加。目前的结果也将是有用的双层金属和亚铁磁体。
2017-11-09 cond-mat.str-el
Classical signatures of quenched and thermal disorder in the dynamics of correlated spin systems
本研究以约10,000个自旋的超胞验证半经典方法,揭示经典无序模型中类似量子纠缠相的散射特征可由淬致无序或经典简并产生。
2025-01-07 cond-mat.str-el
Cotunneling theory and multiplet excitations: emergence of asymmetric line shape in inelastic scanning tunneling spectroscopy of correlated molecules on surfaces
Institute of Physics, Czech Academy of Sciences(捷克科学院物理研究所);Department of Condensed Matter Physics, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University(查理大学数学与物理学院凝聚态物理系);Czech Advanced Technology and Research Institute (CATRIN), Palacký University Olomouc(帕拉茨基大学奥尔米茨捷克先进技术与研究院)
研究通过扩展杂化理论,揭示了多重参考系统中不对称线形的形成机制,为解释非弹性扫描隧道谱中的不对称峰提供了新视角。
2026-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Charge Collective Modes in Correlated Electron Systems: Plasmons Beyond the Random Phase Approximation
本文采用新开发的径向 Kotliar-Ruckenstein 从属玻色子表示分析扩展 Hubbard 模型的电荷激发谱,发现超越弱耦合区域后其结果与标准 RPA 存在显著定量和定性差异,深化了对关联系统电荷集体模式的理解。
2024-09-05 cond-mat.str-el