Field-Induced Instability of a Gapless Spin Liquid with a Spinon Fermi Surface
量子kagome反铁磁体Zn-brochantite,ZnCu $_3$(OH)$_6$ SO $_4$的基态,是仅有的几个已知的二维或三维自旋液体(SL)实现之一,已被描述为具有自旋费米表面的无隙SL。采用核磁共振在一个广泛的磁场范围下降到毫开尔文温度,我们表明,在施加的磁场这种神秘的状态本质上是不稳定的SL与一个完整的或部分的差距。一个类似的不稳定性的无隙费米表面SL以前遇到的有机三角晶格反铁磁体,这表明一个共同的不稳定机制,最有可能产生的自旋配对。这种不稳定性的一个显著特性是,一个无穷小的领域足以诱导它,理论上预测的一些其他类型的无间隙SL的。
2017-10-02 cond-mat.str-el
Magnetic field induced intermediate quantum spin-liquid with a spinon Fermi surface
在$H||[111]$方向上施加磁场的Kitaev模型显示了两个转变:从非阿贝尔带隙量子自旋液体(QSL)到$H_{c1} \simeq 0.2K$处的无隙QSL,以及在更高场$H_{c2} \simeq 0.35K$处到带隙部分极化相的第二个转变,其中$K$是Kitaev交换相互作用的强度。利用密度矩阵重整化群(DMRG)方法确定了中间相为无带隙U(1)QSL,并计算了无带隙自旋的自旋结构函数$S({\bf k}) $和费米面$ε_F^S({\bf k})$.进一步计算静态自旋自旋相关性,磁化强度,自旋磁化率,和有限温度比热和熵,证实了不同的场相关相位的带隙和无隙的性质。在中间阶段,自旋-自旋关联随距离呈幂律衰减,表明为无带隙阶段。
2019-03-16 cond-mat.str-el
Topological quantum phase transitions of anisotropic AFM Kitaev model driven by magnetic field
采用有限温度Lanczos方法(FTLM)研究了$[001]$磁场作用下各向异性反铁磁(AFM)Kitaev模型的量子自旋液体(QSL)基态.在这个各向异性的AFM Kitaev模型与$K_{X}=K_{Y}$,$K_{X}+K_{Y}+K_{Z}=-3K$,和$K_{Z}<-K$,随着磁场的增加,有间隙的QSL经历了过渡到一个无间隙的QSL在$h_{c1}=gμ_{B}H_{z1}/K$,到另一个无间隙的QSL与$C_{6}$旋转对称的$h_{c2}$,和一个新的$U(1)$无间隙的QSL之间的$h_{c3}$和$h_{c4}$,分别。这表明,磁场可以使各向异性带隙或无带隙的量子光致发光首先转变为各向同性的$C_{6}$无带隙量子光致发光,然后使其经历与各向同性情况相似的演化。此外,临界磁场$h_{c1}$、$h_{c2}$、$h_{c3}$和$h_{c4}$随Kitaev耦合的增加而单调上升,这表明磁场可以应用于各向异性Kitaev材料的调制.
2021-11-01 cond-mat.str-el
Gapless to gapless phase transitions in quantum spin chains
我们研究了具有双线性-双二次(BLBQ)自旋相互作用的自旋链作为外加磁场$h$的函数。在Uimin-Lai-Sutherland(ULS)临界点,我们发现了一个由动力学结构因子$S(q,ω)$作为$h$的函数所揭示的无带隙到无带隙的转变.在$h=0$,最低能量激发的包络在{ \it两点} $q_1=2π/3$和$q_2=4π/3$变软,称为A相。随着场的增加,在每个无隙点处的谱峰分叉,总共产生{ \it四}个软模,并且结合以形成在$h_{c1}\approx 0.94$处的{ \it单}点$q=π$处软化的一组新的激发。在$h_{c1}$之后,系统进入另一个无间隙B相,直到在$h_{c2}=4$处过渡到完全极化相。我们比较了ULS模型的结果与AKLT模型作为代表的间隙Halfaldehyde阶段。我们解释了ULS模型中的无带隙到无带隙跃迁的机制,利用它的守恒电荷和自旋带图片。我们还讨论了中心电荷的BLBQ族模型受到磁场的普遍性。
2022-01-20 cond-mat.str-el
Cooperative ordering of gapped and gapless spin networks in Cu$_2$Fe$_2$Ge$_4$O$_{13}$
用体元法、中子衍射和中子非弹性散射研究了新型低维量子亚铁磁体Cu $_2$ Fe $_2$ Ge $_4$ O $_{13}$的特殊磁性.结果表明,这种材料可以描述为两个低维量子自旋子系统,一个带隙和其他gapless,其特征在于由两个不同的能量尺度。在低温下观察到的长程磁有序是由这两个自旋网络的弱耦合引起的合作现象。
2004-04-20 cond-mat.str-el
Noncoplanar magnetic orders and gapless chiral spin liquid on the kagome lattice with staggered scalar spin chirality
在阻挫晶格中,手征三自旋相互作用可以抑制长程磁序,稳定量子自旋液体态。我们研究了一个自旋为1/2的kagome晶格模型,其中除了最近邻键上的海森堡交换耦合$J_1$和六边形对角线上的$J_d$外,还包括一个交错的三自旋相互作用$J_χ$。我们探索相图使用的经典方法,部分子平均场论,变分蒙特卡罗方法的组合。我们得到了各种非共面磁订单,包括一个阶段,cuboc-1和cuboc-2状态之间的插值。在$J_χ$占主导地位的制度下,我们发现了一个经典的无序区域,并认为它可能含有一个无隙的手征自旋液体与自旋费米表面。结果表明,交错三自旋相互作用和海森堡交换相互作用之间的竞争导致了自旋系统的反常基态。
2022-07-28 cond-mat.str-el
Gapless quantum spin liquid in a honeycomb $Γ$ magnet
一类自旋轨道耦合的蜂窝状莫特绝缘体为通过键依赖相互作用寻找量子自旋液体提供了一个平台。在候选材料中,一个对称的非对角$Γ$项,Kitaev相互作用的近亲,已经成为另一个令人沮丧的来源,这对于完全理解这些系统至关重要。然而,蜂窝状$Γ$模型的基态仍然难以捉摸,建议锯齿形磁序。在这里,我们试图解决这个难题,通过扰动的$Γ$区域与交错的海森堡相互作用,有利于锯齿形秩序。尽管这样的青睐,我们发现一个广泛的无序区域,包括在相图中的$Γ$限制。此外,这个阶段表现出消失的能隙,激发光谱的崩溃,和对数纠缠熵缩放长柱,表明一个无隙的QSL。其他数量,如斑片相关性也进行了讨论。
2021-05-17 cond-mat.str-el
Transient localization from fractionalization: vanishingly small heat conductivity in gapless quantum magnets
Technical University of Munich(慕尼黑工业大学);Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)(慕尼黑量子科学与工程中心);The Ohio State University(俄亥俄州立大学);Imperial College London(帝国理工学院)
针对无能隙量子自旋液体候选材料热导率趋于零的反常现象,论文以均匀磁场中的 Kitaev 梯模型证明,分数化产生的重 vison 可准静态地局域化轻 spinon,从而抑制低频热输运。
2025-09-26 cond-mat.str-el
Gapless Spin Excitations in the Field-Induced Quantum Spin Liquid Phase of alpha-RuCl3
$α$ -RuCl $_3$是一种领先的候选材料,用于观测与Kitaev量子自旋液体(QSL)相关的物理。结合磁化率,比热,和核磁共振测量,我们表明,$α$ -RuCl $_3$在$ab$平面上施加7.5 T的磁场中经历量子相变到QSL。我们进一步表明,这个高场QSL阶段有一个高达16 T的字段范围内的无隙自旋激发。这一高度非常规的结果,在海森堡或基塔耶夫磁铁中都是未知的,为建立$α$ -RuCl $_3$的物理学提供了至关重要的见解。
2017-12-11 cond-mat.str-el
Gapless Fermi Surfaces in anisotropic multiband superconductors in magnetic field
我们提出在平行于平面的磁场作用下,准二维多带超导体中出现了一个具有完全无隙费米面的新态。它的特点是由一个开放的费米表面上的有限密度的状态所造成的顺磁矩。我们计算了s波和d波情况下无带隙态的热力学和磁学性质,并讨论了伴随s波超导体中新相出现的一阶变磁相变的细节。我们建议可能的实验来检测这种状态的s波(2-H NbSe 2)和d波(CeCoIn 5)超导体。
2007-02-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Gapless excitations in the ground state of 1T-TaS$_2$
1 T-TaS $_2$是一种层状过渡金属双金属硫化物,具有非常丰富的相图。在T= 180 K时,发生金属到莫特绝缘体的转变。莫特绝缘体通常在绝缘相中显示反铁磁有序,但1 T-TaS $_2$从未显示出磁性有序。在这封信中,我们表明,1 T-TaS $_2$有一个大的顺磁贡献的磁化率,但它没有显示任何迹象的磁有序或冻结到20 mK,探测$μ$ SR,可能表明量子自旋液体基态。虽然1 T-TaS $_2$在低温下在面内和面外都表现出很强的电阻行为,但我们发现热容中的线性项表明存在费米面,其具有非常强的磁场依赖性。
2017-09-27 cond-mat.str-el
First-Order Antiferromagnetic Transition and Novel Gapless Excitation in a 4f Zigzag Chain Compound YbCuS2
本文报道了三价Yb锯齿链状化合物YbCuS_2的~(63/65)Cu-核磁共振和核四极共振研究。在顺磁(PM)状态下观察到尖锐的NQR信号。低于TO = 0.95 K时,出现由反铁磁(AFM)有序矩产生的内磁场引起的多峰,并与PM信号共存,证明在TO处发生了一级AFM相变.此外,核自旋-晶格弛豫速率1/T_1在低于T_0时突然减小,在低于0.5K时呈现T线性行为。大的1/T1 T值强烈地暗示了在低温区存在新的无带隙自旋激发。
2022-01-19 cond-mat.str-el
Direct evidence for a gapless $Z_2$ spin liquid by frustrating Néel antiferromagnetism
通过直接计算具有最近邻($J_1$)和次最近邻($J_2$)超交换耦合的正方晶格上的阻挫海森堡模型的自旋能隙,我们提供了一个坚实的证据,证明在阻挫区$0.45 \lesssim J_2/J_1 \lesssim 0.6$中自旋-液相是无能隙的.我们的数值方法是基于变分波函数,是{ \it系统}改进的应用程序的几个Lanczos步骤,使我们能够获得可靠的外推的热力学极限。非磁态的特殊性质通过在$k=(π,0)$和$(0,π)$上存在S=1的无隙激发而被揭示。磁跃迁可以用变分态来描述和解释,变分态是由具有$Z_2$规范结构和自旋谱中的四个狄拉克点的Abrikosov费米子建立的。
2013-04-09 cond-mat.str-el
Modified large-$N$ approach to gapless spin liquids, magnetic orders, and dynamics: Application to triangular lattice antiferromagnets
本文提出修正的大-$N$ $SU(2N)\!\ imes\!\!SU(M)$ 费米子部分子方法并结合变分蒙特卡罗,研究三角晶格自旋-$1/2$ $J_1$-$J_2$ 模型的相图与动力学自旋响应,并讨论其对多种三角晶格钴酸盐及 Yb 基磁体中子散射的启示。
2025-06-04 cond-mat.str-el
Characterization of a Quasi-One Dimensional Spin-1/2 Magnet which is Gapless and Paramagnetic for g mu_B H <= J and k_B T << J
采用高场磁化、场相关比热测量和零场非弹性磁中子散射等方法研究了吡嗪二硝酸铜(Cu(C_4H_4N_2)(NO_3)_2)的磁性。该材料是一个理想的一维自旋1/2海森堡反铁磁体,最近邻交换常数J=0.90(1)meV,链沿正交a方向延伸。与以前研究的分子基自旋1/2磁性系统相反,二硝酸铜吡嗪在g μ_BH/J至少达到1.4和k_BT/J至少降低到0.03时保持无带隙和顺磁性,这使得该材料成为探索一维自旋1/2海森堡反铁磁体H-T相图中预期的T=0临界线的极好模型系统。作为这种研究的第一个例子,我们精确测量了自旋气体的索末菲常数与g μ B H/J < 1.4的关系,结果表明在该场范围内,自旋气体的平均速度降低了32%。计算结果与基于Bethe模型的数值计算结果吻合良好。
1998-09-03 cond-mat.str-el
Gapless Phase in the XYZ Spin-1/2 Chain in a Magnetic Field and the Quantum ANNNI Chain
我们研究了XYZ自旋为1/2的链,该链放置在沿x轴指向的磁场中。我们利用玻色化和重整化群分析证明了该模型在XY各向异性a和磁场h的某一值处存在一个非平凡的不动点。因此,在平面(a,h)上有一条临界点线,在这条线上系统是无隙的,即使哈密顿量没有连续对称性。量子临界线将带隙的公度相与带隙的非公度相分开。我们的研究解释了为什么轴向次近邻伊辛(ANNNI)链在横向磁场中的浮动相位是唯一的线,如最近的数值研究所示。
2002-08-12 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Features of the Electronic and Magnetic Properties of Heusler Alloys in the States of a Half-Metallic Ferromagnet and a Spin-Gapless Semiconductor
M.N. Mikheev Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院乌拉尔分校 M.N. 米凯耶夫金属物理研究所)
本文研究了Heusler合金在半金属铁磁体和自旋无隙半导体状态下的电子与磁性性质特征,探讨了其在自旋电子学中的应用潜力。
2025-12-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Gapless spin excitations in a quantum spin liquid state of S=1/2 perfect kagome antiferromagnet
本研究通过超灵敏磁测量探究完美kagome反铁磁体YCu3(OH)6.5Br2.5,发现其极低温磁化率恒定但比热缺失线性项,表明低能激发为玻色子超流态而非费米子准粒子,并证实磁场可打开自旋能隙引发1/9磁化平台相变,为kagome量子自旋液体基态提供关键见解。
2024-07-23 cond-mat.str-el
Excitations in the spin-1 trimer chain compound CaNi3P4O14: gapped dispersive spinwaves to gapless magnetic excitations
用中子非弹性散射研究了自旋为1的三聚体链状化合物CaNi_3 P_4 O_(14)的磁激发和自旋哈密顿量。实验数据揭示了在3D长程有序磁态(TC = 16 K)中的带隙色散自旋波激发,以及TC以上的无隙磁激发。用线性自旋波理论对耦合三聚体自旋链模型进行了模拟,得到的磁激发能很好地描述实验观测数据。分析表明,铁磁J1和J2的链内的相互作用,和链之间的反铁磁链间的相互作用J3。发现J1和J2的强度更接近(J2/J1 ~ 0.81),而J3被确定为较弱(J3/ J1 ~ 0.69),这与自旋链型晶体结构一致。还发现存在弱的单离子各向异性(D/J=0.19)。交换相互作用的强度和符号解释了为什么在所研究的自旋-1化合物CaNi 3 P4 O 14中不存在1/3磁化强度,而其S= 5/2对应物Mn基同构化合物。交换相互作用的符号与从报道的DFT计算得到的一致,然而,它们的强度被发现是显着不同的。CaNi_3 P_4 O_(14)中相对较强的J_3值在TC以下给出了常规的3D型磁有序,然而,在TC以上保留了其1D特征。目前的实验研究还揭示了一个急剧变化的单离子各向异性的TC表明,在CaNi 3 P4 O 14的三维磁有序的稳定性归因于除了链间相互作用的局部磁各向异性。本研究揭示了充分了解三聚体自旋链化合物中交换相互作用的重要性,以了解其奇异的磁性,如1/3磁化平台。
2020-07-14 cond-mat.str-el
Peculiarities of electronic transport and magnetic state in half-metallic ferromagnetic and spin gapless semiconducting Heusler alloys
本文简要介绍了半金属铁磁体和自旋无带隙半导体的实验和理论研究,可能的候选者是X $_2$ YZ(X = Mn,Fe,Co; Y = Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni; Z = Al,Si,Ga,Ge,In,Sn,Sb)Heusler合金。电阻率,正常和异常霍尔效应,和磁性能的数据。结果表明,Co $_2$ FeZ合金表现出常规铁磁体的性质,HMF性质也表现在Z分量的变化。Fe $_2$ YAl和Mn $_2$ YAl合金在Y分量变化时,表现出金属和半导体电子特性,磁性从铁磁态转变为补偿亚铁磁态。HMF和自旋无隙半导体态被认为存在于这些Heusler合金系统中。
2019-12-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Kitaev-derived Gapless Spin Liquid in the $K$-$J$-$Γ$-$Γ'$ Quantum Magnet Na$_2$Co$_2$TeO$_6$
本研究为Na$_2$Co$_2$TeO$_6$建立$K$-$J$-$Γ$-$Γ'$模型,通过张量网络计算发现[111]磁场下的无隙量子自旋液体相,并与实验吻合,弥合了理论与实验的差距。
2025-09-10 cond-mat.str-el
Classification and Stability of Phases of the Multicomponent One-Dimensional Electron Gas
在不动点策略的背景下,考虑了复杂一维电子系统的基态相的分类。例子有多链哈伯德模型、近藤-海森堡模型和活跃环境中的一维电子气。结果表明,为了刻画低能物理,必须分析可能的不动点的微扰稳定性,确定所有离散的对称性破缺,确定无隙激发的量子数和基本波矢.许多先前提出的多链哈伯德模型的奇异相位被证明是不稳定的,因为"自旋间隙邻近效应。在这个分析中,一个有用的工具是Luttinger定理的新推广,它表明在任何无公度N分量系统中存在无隙偶电荷模式。
1999-06-25 cond-mat.str-el
Gapless excitations in non-Abelian Kitaev spin liquids with line defects
我们发现,线缺陷在非阿贝尔Kitaev自旋液体港口无隙的一维马约拉纳模式,如果跨缺陷的相互作用低于一个临界值。在平均场近似下处理线缺陷处的弱相互作用,我们确定了临界相互作用强度作为外部磁场的函数。在无带隙的制度,我们使用低能有效场论计算的自旋晶格弛豫率的核自旋附近的缺陷,并找到一个立方温度依赖性,同意在Kitaev材料$α\text{-RuCl}_3$的实验。
2022-01-07 cond-mat.str-el
Gapless state of interacting Majorana fermions in a strain-induced Landau level
对于二维量子物质的低能激发,机械应变可以产生伪磁场,从而产生朗道能级(LL)。我们研究了由中心LL中的剩余一般自旋相互作用产生的分数化Majorana费米子的集体态,其中投影哈密顿量以复杂的方式反映了自旋对称性:涌现U(1)和粒子-空穴对称性禁止任何双线性耦合,导致内在强相互作用系统;此外,它们允许定义填充分数,固定为1/2。我们认为,由此产生的多体状态是在我们的数值精度的间隙,这意味着超短程自旋相关,而手征衰减代数。这相当于Kitaev的“非费米”自旋液体,并表明相互作用的马约拉纳费米子可以表现出类似于绝缘磁体中的分数量子霍尔物理学的复杂行为。
2020-07-27 cond-mat.str-el
Gapless quantum spin liquid, stripe and antiferromagnetic phases in frustrated Hubbard models in two dimensions
指出了非磁性绝缘体相的独特性,并给出了正方形格子上的t-t'哈伯德模型的相图。利用路径积分重整化群方法,在强在位相互作用U的Mott绝缘区中,发现次近邻转移t'小时的反铁磁相和t'大时的条纹(或共线)相。在大的U/t>7时,当t '/t~ 0.7时,我们发现了具有2*4结构的长周期反铁磁绝缘相。在Mott绝缘区,我们还发现了量子自旋液体(换句话说,非磁性绝缘体)相附近的Mott过渡到顺磁金属。关联电子通常以一定的磁序结晶为莫特绝缘体体,而“量子自旋液体“一直是人们长期探索的问题。我们报道了一个具有显著性质的非线性绝缘(NMI)相在Mott跃迁附近稳定的数值证据:几何阻挫晶格上的二维莫特绝缘体包含一个在总动量的整个布里渊区中具有无带隙自旋激发和基态简并的相.它解释了一种未被探索的量子液体。本概念是有用的,在分析各种实验结果阻挫磁体,包括有机BEDT-TTF化合物和3 He原子吸附在石墨上。
2006-06-14 cond-mat.str-el
Gapless spin liquid ground state in the S=1/2 vanadium oxyfluoride kagome antiferromagnet [NH4]2[C7H14N][V7O6F18]
氟氧化钒[NH 4]2[C7 H14 N][V7 O 6 F18](DQVOF)是一种几何阻挫磁性双层材料。该结构由V4+ d1离子的S=1/2 kagome平面和位于kagome层之间的S=1 V3+ d2离子组成。μ子自旋弛豫测量表明,尽管反铁磁交换相互作用的能量标度为60 K,但在40 mK以下没有自旋冻结。从磁化强度和热容量的测量,我们得出结论,S=1自旋的面间V 3+离子是弱耦合到kagome层,DQVOF可以被看作是一个实验模型S=1/2 kagome物理,它显示了一个无隙自旋液体基态。
2013-06-18 cond-mat.str-el
Detecting Gapless Excitations above Ferromagnetic Domain Walls
在二维或三维铁磁XXZ模型中,磁畴壁上方的低能激发模式是无隙的,而所有围绕整个晶体运动的通常自旋波激发都是有隙的。虽然这一令人惊讶的事实已经在数学上得到了严格的证明,但无间隙激发还没有被实验检测到。对于这个问题,我们从理论上表明,无隙激发出现的动态波动的实验观察,磁阻,在铁磁线。我们还讨论了其他方法(例如,铁磁共振和中子散射)以实验地检测无间隙激发。
2000-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Infinite Series of Ferrimagnetic Phases Emergent from the Gapless Spin Liquid Phase of Mixed Diamond Chains
研究了含($S, τ^{(1)}, τ^{(2)})=(1/2,1/2,1)$)的混合金刚石链的基态相,其中$S$是顶点自旋的大小,$τ^{(1)}$和$τ^{(2)}$是顶点自旋的大小.顶端自旋$τ^{(1)}$和$τ^{(2)}$通过交换耦合$λ$彼此连接。其他交换耦合被设置为等于1。这个模型有无穷多个局部守恒律。对于大的$λ$,基态等价于均匀自旋$1/2$链的基态。因此,基态是无隙自旋液体。对于$λ\leq 0$,基态是每个晶胞具有自发磁化$m_{\rm sp}=1$的Lieb-Mattis亚铁磁相。对于中间体$λ$,我们发现了一系列的亚铁磁相位与$m_{\rm sp}=1/p$其中$p$采取正整数值。具有$p \geq 2$的相伴随着$p$折叠平移对称性的自发破坏。当$λ$接近无带隙自旋液相的转变点时,可以出现具有任意大的$p$的相,即无限小的自发磁化。
2021-04-06 cond-mat.str-el
Possible gapless quantum spin liquid behavior in the triangular-lattice Ising antiferromagnet PrMgAl$_{11}$O$_{19}$
本研究在三角晶格Ising反铁磁体PrMgAl$_{11}$O$_{19}$中观测到无能隙量子自旋液体行为,为基于Ising模型的QSL物理研究提供了罕见平台。
2024-04-24 cond-mat.str-el
Gapless line for the anisotropic Heisenberg spin-1/2 chain in a magnetic field and the quantum axial next-nearest-neighbor Ising Chain
本文研究了置于沿x轴指向的磁场中的各向异性海森堡(XYZ)自旋1/2链。我们利用玻色化和重整化群分析证明了该模型在XY各向异性a和磁场h的某一值处存在一个非平凡的不动点。因此,在(a,h)平面上有一条临界点线,在这条线上系统是无隙的,即使哈密顿量没有连续对称性。量子临界线对应于自旋翻转跃迁;它将两个带隙相分开,其中一个带隙相的哈密顿量的Z_2对称性被破坏。我们的研究与横向磁场中轴向次近邻伊辛(ANNNI)链的一个跃迁有关。我们还讨论了当磁场进一步增大时模型的性质,特别是当基态为单自旋态的直积时的无序线。
2003-04-18 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Heat capacity anomaly at the quantum critical point of the Transverse Ising Magnet CoNb_2O_6
描述横向磁场中的伊辛链的横向伊辛磁体哈密顿量是在量子临界点(QCP)处经历跃迁的系统的典型示例。铌铌钴$_2$ O $_6$是迄今为止发现的最接近横向伊辛磁体的实现。在低温下,中子衍射在QCP附近观察到一组离散的集体自旋模式。我们问,是否有低洼的自旋激发不同于这些相对较高的能量模式。利用热容量,我们表明,存在一个显着的带隙自旋激发。在QCP,它们的自旋熵上升到一个显著的峰值,占总自旋自由度的30 $\%$。在QCP以下的窄场区间内,无隙激发显示出低于1K的类费米子的温度线性热容。这些新颖的无隙模式是参与量子跃迁并受其影响的主要自旋激发。
2015-04-19 cond-mat.str-el
Gapless and ordered phases in spin-1/2 Kitaev-XX-Gamma chain
Imperial College London(帝国理工学院);Nankai University(南开大学)
研究自旋-1/2 Kitaev-XX-Γ链的相变行为,揭示其在不同相间临界现象及磁序与量子临界性的相互作用。
2025-12-24 cond-mat.str-el
Gapless Bosonic Excitation without symmetry breaking: Novel Algebraic Spin liquid with soft Gravitons
在三维面心立方晶格玻色子模型中实现了一种新的物质的量子基态。得到的新相是稳定的无隙玻色子液相,具有代数玻色子密度关联。这个阶段的稳定性是保护免受瞬子效应和超流性的自对偶性和大的规范对称性双方的对偶性。这个相位的无隙集体激发非常类似于引力子,尽管它们具有软$ω\sim k^2$色散关系。在这一阶段中存在三个分支的无带隙激发,其中一个是无带隙标量迹模,另外两个具有与引力子相同的极化和规范对称性。这个新的阶段的动力学描述了一组新的麦克斯韦方程。当缺陷凝聚时,携带规范电荷的缺陷可以驱动系统进入超流序;拓扑缺陷也以电荷缺陷耦合到原规范场的方式耦合到对偶规范场,拓扑缺陷凝聚后,系统进入莫特绝缘体相.在二维情况下,无隙软引力子和代数液相都被对偶理论中的顶点算符破坏,条纹序最有可能发生在顶点算符调谐为零的二维量子临界点附近.
2006-09-22 cond-mat.str-el
Magnetic Excitations of Spin Nematic State in Frustrated Ferromagnetic Chain
利用密度矩阵重整化群方法,研究了在磁场中具有铁磁最近邻和反铁磁次近邻交换作用的自旋1/2海森堡链的动力学自旋结构因子.在一个领域引起的自旋激发制度,我们发现无隙的纵向和有隙的横向自旋激发谱,根据准远程纵向和短程横向自旋相关,分别。的无隙点与占主导地位的纵向自旋相关相一致,而间隙的位置表现出的特征场的依赖性矛盾的占主导地位的横向自旋相关。
2015-06-23 cond-mat.str-el
Gapless quantum excitations from an Ice-like Splayed Ferromagnetic ground state in stoichiometric Yb2Ti2O7
已知量子自旋冰候选磁体Yb 2 Ti 2 O 7的基态对从熔体生长的单晶中发生的1%水平的弱无序敏感。通过固态合成产生的粉末倾向于化学计量比,并且在相对高的温度下显示出大而尖锐的热容异常,Tc约为0.26 K。我们已经进行了中子弹性和非弹性测量的特点和平衡的化学计量的粉末样品的Yb2Ti2O7显示分辨率有限的布拉格峰出现在低温下,但其发病相关的温度远高于Tc。相应的磁结构最好描述为冰状的张开铁磁体。在Yb2Ti2O7中的自旋动力学被证明是在所有温度下小于0.09毫电子伏的能量尺度上是无隙的,并且被组织成具有高度过阻尼铁磁自旋波存在的痕迹的散射的连续体。这些激发极大地不同于传统的自旋波预测的Yb2Ti2O7的平均场有序状态,但出现强大的弱无序,因为它们在很大程度上是一致的,所显示的非化学计量粉碎单晶和单晶,以及粉末样品的Yb2Ti2O7的姐妹量子磁体Yb2Sn2O7。
2016-01-20 cond-mat.str-el
Ising phases of Heisenberg ladders in a magnetic field
我们研究了弱各向异性相互作用对T=0相图的受挫双腿海森堡阶梯,一个研究充分的自旋模型,表现出整数和分数磁化平台分开的无间隙的无公度状态的影响。我们发现,Dzyaloshinskiii-Moriya耦合可以大大修改相图,使半整数平台和周围的无间隙相合并成一个单一的伊辛有序相打破平移对称的晶格。对于弱阻挫梯,我们发现了一个不同的伊辛序.实验梯和二聚体系统的影响进行了讨论。
2007-06-08 cond-mat.str-el
Field-Driven Gapless Spin Liquid in the Spin-1 Kitaev Honeycomb Model
最近提出的自旋-1 Kitaev材料,如蜂窝镍氧化物与重元素的Bi和Sb,已经表明,这些化合物自然会引起反铁磁(AFM)Kitaev耦合。这种原子力显微镜Kitaev系统的概念兴趣已经引发了在原子力显微镜自旋1/2 Kitaev模型中的中间场强度的无间隙$U(1)$自旋液体的过渡的观察。然而,所有迄今已知的自旋1/2 Kitaev材料表现出铁磁键方向交换。在这里,我们讨论的物理自旋-1 Kitaev模型在磁场中,并显示,通过广泛的数值分析,AFM耦合,它表现出一个扩展的无隙量子自旋液体在中等场强。与其自旋1/2对应物的密切类比表明,这种无隙自旋液体是具有中性费米表面的$U(1)$自旋液体,这引起了增强的热输运特征。
2020-01-21 cond-mat.str-el
Magnetic properties of doped Heisenberg chains
在磁场为零的情况下,计算了一类掺杂自旋$S$海森堡链可积模型系统的磁化率。对于小浓度$x_h$的移动自旋$(S-1/2)$电荷载流子,我们发现一个明确的表达式的贡献的无隙模式相关的磁自由度的这些孔的磁化率表现出一个奇异性$x_h\to0$足够大的$S$。我们证明了系统中的两个无隙磁模式的贡献的磁化率,适用于任意空穴浓度的总和规则。这个求和规则补充了以前得到的低温比热的求和规则。
1999-12-17 cond-mat.str-el
Gapless dynamic magnetic ground state in the charge-gapped trimer iridate Ba$_4$NbIr$_3$O$_{12}$
本文通过多种实验手段研究分数价态三聚体铱酸盐Ba$_4$NbIr$_3$O$_{12}$,发现其在低至0.05 K仍保持量子自旋液体基态,并揭示Nb/Ir位点交换与无隙自旋子激发等关键机制。
2024-06-24 cond-mat.str-el
Gapless Spin Excitations in the $S=1/2$ Kagome- and Triangular-Lattice Heisenberg Antiferromagnets
利用数值精确对角化和有限尺寸标度分析方法研究了$S=1/2$ kagome和三角晶格海森堡反铁磁体.这两个系统的磁场导数在零磁化的行为进行检查。结果表明,每个体系的自旋激发都是无带隙的。
2018-01-13 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Magnetic impurities in gapless Fermi systems: perturbation theory
我们考虑一个对称的安德森杂质模型,在费米能级处软能隙杂化消失,且满足幂律r > 0。三个方面的问题进行审查。首先是非相互作用极限,尽管它很简单,但它包含了许多与U > 0情况相关的物理学:它表现出强耦合(SC)态(r < 1)和局域矩(LM)态(r > 1),在光谱性质和热力学函数中都有特征签名。其次,我们建立了当U > 0时,SC态出现的相互作用自能的一般条件。这导致了一个钉扎定理,即修改后的谱函数被钉扎在费米能级的任何U的SC状态存在;它推广到任意r的正常r = 0安德森模型的熟悉钉扎条件。最后,我们明确地考虑谱函数在最简单的水平:二阶微扰理论在U中,我们得出的结论是适用于r < 1/2和r > 1,但不适用于1/2 < r < 1。在数值重整化群计算中观察到的特征光谱特征,从而恢复,为SC和LM阶段;和SC状态的修改后的光谱函数被发现包含一个广义的Abrikosov-Suhl共振表现出一个特征性的低能量近藤规模与增加的相互作用强度。
1999-08-24 cond-mat.str-el
Spin waves in quasi-equilibrium spin systems
利用朗道费米液体理论,我们发现了自旋波在准平衡自旋系统中传播的一个新的区域。我们确定了横向自旋波的色散关系,并发现其中一个模式是无带隙的。无间隙模式对应于在没有外部磁场的情况下顺磁系统中的磁化的旋进模式。其他模式之一是有间隙的,这是与旋电流的进动周围的内部字段。无间隙模式具有二次色散,导致一些有趣的热力学性质,包括$T^{3/2}$对比热的贡献。我们还表明,这些模式作出重大贡献的动态结构功能。
2006-02-18 cond-mat.str-el
Stability of a topological insulator: interactions, disorder and parity of Kramers doublets
研究了拓扑绝缘体中多导电边缘态在时间反演对称性所允许的所有多粒子扰动下的稳定性。我们将系统建模为多通道Luttinger液体,其中通道的数量等于边缘处的Kramers双峰的数量。我们证明了在具有N个Kramers二重态的干净系统中,总是存在相关的扰动(超导或电荷密度波性质),这些扰动总是打开(N-1)个能隙。在电荷密度波区域,(N-1)个边缘态被局域化。单个剩余的无隙模式描述了“维格纳晶体”状结构的滑动。无序引入多粒子背散射过程。虽然单粒子后向散射被证明是无关紧要的,但两粒子过程可能会使这种无间隙的平移不变系统模式局部化。我们的主要结果是,一个相互作用的系统与N Kramers的双重在边缘可能是一个平凡的绝缘体或拓扑绝缘体N=1或2,这取决于密度-密度排斥参数,而任何更高的数量N>2的双重得到完全本地化的无序钉扎无关的奇偶性问题。
2018-04-25 cond-mat.str-el
CoRuTiGe: A Possible Spin Gapless Semiconductor
Bennett University(贝内特大学);Tohoku University(东北大学);Shiv Nadar Institution of Eminence(希夫·纳德卓越学院);Chaudhary Charan Singh University(乔杜里·查兰·辛格大学);UGC-DAE Consortium for Scientific Research(UGC-DAE科学研究中心)
研究通过实验和理论分析揭示了四元Heusler合金CoRuTiGe的自旋无隙半导体特性,包括其磁性和电导行为,为自旋电子学应用提供了新前景。
2025-08-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Possible gapless spin liquid in a rare-earth kagomé lattice magnet Tm$_{3}$Sb$_{3}$Zn$_{2}$O$_{14}$
本文报道了Tm $_{3}$ Sb $_{3}$ Zn $_{2}$ O $_{14}$中可能存在无带隙自旋液体的热力学和μ子自旋弛豫($μ$ SR)证据,其中稀土离子Tm $^{3+}$形成二维kagomé晶格.我们通过减去非磁性同构材料La $_{3}$ Sb $_{3}$ Zn $_{2}$ O $_{14}$的声子贡献来提取Tm $_{3}$ Sb $_{3}$ Zn $_{2}$ O $_{14}$的磁比热。在低温下,磁比热与温度呈明显的线性关系,在零温极限下,热容系数$γ$ = 26.6(1)mJ mol-Tm $^{-1}$ K $^{-2}$。在热容测量中没有观察到低至0.35 K的长程磁序。在零场磁比热中观察到约9 K的宽峰,并且在磁场中逐渐被抑制,这也在比热中产生自旋隙。磁序的缺乏进一步证实了$μ$ SR测量下降到20 mK。我们发现,自旋晶格弛豫时间保持恒定的最低温度。我们指出,在Tm $_{3}$ Sb $_{3}$ Zn $_{2}$ O $_{14}$的物理是从根本上不同的铜基的herbertsmithite和建议自旋液体基态与非Kramers的kagomé晶格上的双峰来解释实验结果。
2018-11-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Gapless spin-liquid state in the structurally disorder-free triangular antiferromagnet NaYbO$_2$
我们提出了三角晶格铜铁矿NaYbO $_2$的结构表征和低温磁性。同步加速器X射线衍射和中子散射排除了结构无序和晶体电场随机性,而热容测量和μ子光谱揭示了至少在70 mK以下不存在磁有序和持续的自旋动力学。连续的磁激发与低能量谱权重积累在$K$ -点的布里渊区表明一种新的自旋液相的形成在三角形反铁磁体。这一阶段是无隙的,并显示出一个非平凡的演变的低温比热。我们的工作表明,NaYbO $_2$实际上提供了最直接的实验访问的三角形反铁磁体的自旋液体物理。
2019-01-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Variational Monte Carlo study of gapless spin liquid in the spin-$1/2$ XXZ antiferromagnetic model on the kagome lattice
利用变分蒙特卡罗方法研究了kagome晶格上自旋- $1/2$ XXZ反铁磁模型(具有易平面各向异性).一类Gutzwiller投影费米子态与自旋Jastrow因子被认为是描述自旋液体(与$U(1)$或$Z_2$对称性)或磁有序相(与${\bf q}=(0,0)$或${\bf q}=(4π/3,0)$)。我们发现,在热力学极限下,磁态是不稳定的。此外,没有能量增益打破规范对称性从$U(1)$到$Z_2$自旋液体状态,如以前发现的海森堡模型。因此,最好的变分波函数是$U(1)$狄拉克态,并辅以自旋杰斯特罗因子。此外,在变分水平上,在从$XY$到海森堡模型的整个范围内,得到了一个消失的$S=2$自旋能隙.
2015-11-17 cond-mat.str-el
Gapless spin liquid and valence-bond solid in the $J_1-J_2$ Heisenberg model on the square lattice: insights from singlet and triplet excitations
正方形晶格上的自旋- $1/2$ $J_1-J_2$海森堡模型代表了最简单的例子之一,其中磁相互作用的影响可能会抑制磁序,最终导致没有局部序参量的纯量子相。在过去的三十年里,这个模型被广泛研究,结果相互矛盾。在这里,通过使用Gutzwiller投影波函数和最近开发的方法来评估低能量谱,我们显示了最低能量的三重态和单重态激发$J_2/J_1 \approx 0.54$之间的水平交叉的存在。这一事实支持无间隙自旋液体(对于$0.48 \lesssim J_2/J_1 \lesssim 0.54$是稳定的)和价键固体(对于$0.54 \lesssim J_2/J_1 \lesssim 0.6$)之间存在相变,即使在相关函数中没有明显的二聚体顺序的迹象。这些结果证实了最近对圆柱形团簇的密度矩阵重整化计算[L。Wang和A.W. Sandvik,Phys. Rev. 121,107202(2018)]调和了多年来在不同方法中获得的矛盾结果。
2020-05-26 cond-mat.str-el
Resonating dimer-monomer liquid state in a magnetization plateau of a spin-$\frac{1}{2}$ kagome-strip Heisenberg chain
高阻挫自旋系统,如戈薇晶格(KL)是一个宝库的新量子态与大纠缠。因此,我们利用密度矩阵重整化群(DMRG)方法研究了一维KL的kagome带链(KSC)上的自旋- $\frac{1}{2}$海森堡模型.通过对KSC的中心荷和纠缠谱的计算,我们发现了一种在1/5磁化平台上具有双简并纠缠谱的新型无带隙自旋液体态。在用动态DMRG方法计算的动态自旋结构中,我们还得到了一个无带隙的低能级连续谱。我们提出了一个共振二聚体单体液体状态,将满足这些功能。
2020-10-26 cond-mat.str-el
Classification of gapless Z2 spin liquids in three-dimensional Kitaev models
受抑的量子磁体可以具有非常规的自旋液体基态,其中基本磁矩分解成新的涌现自由度。虽然量子数的分数化是现代凝聚态物理中反复出现的主题之一,但设计一个跟踪这一现象的受控分析框架往往仍然是一个挑战。一个值得注意的例外是完全可解的Kitaev模型,其中自旋自由度分解为马约拉纳费米子和Z2规范场。在这里,我们讨论了物理的三维Kitaev模型中的分形,并证明巡回马约拉纳费米子一般形成(半)金属,根据底层的晶格结构,表现出马约拉纳费米面,节线或拓扑保护Weyl节点。我们表明,这些马约拉纳金属的性质可以推导出一个基本的对称性分析的投影时间反演和反演对称性为一个给定的晶格。这使我们能够全面分类Kitaev模型的最基本的三配位晶格在三维的无隙自旋液体。我们进一步扩大这种分类,解决时间反演对称性破缺和额外的相互作用的影响。
2016-07-11 cond-mat.str-el
Real-time dynamics induced by quenches across the quantum critical points in gapless Fermi systems with a magnetic impurity
在赝能隙单杂质Anderson模型中,费米子从定域轨道以能量依赖的速率$Γ(ε)\propto |ε|^r$散射产生量子临界点,将自旋磁矩未屏蔽的局域磁矩相与强耦合相分离,这与标准近藤问题的屏蔽相略有偏差.使用随时间变化的数值重整化群(TD-NRG)的方法,我们表明,当地的动态性能总是平衡对一个稳态值,即使淬火整个QCP,但系统的偏差从热平衡取决于距离的临界耦合。局部非平衡性质的相互作用猝灭和杂交猝灭。我们通过在短时间内变得精确的分析计算来增强我们的数值数据,并发现数值和分析理论之间非常一致。对于相互作用淬灭的筛选阶段内,我们发现了一个通用的功能的时间依赖性的本地双重占用。我们追溯我们的结果和Gutzwiller理论中的波函数的限制的Gutzwiller变分方法获得的数据之间的差异:而NRG基态适当地占形成的扩展自旋力矩,从系统中的未屏蔽阶段,Gutzwiller理论只允许形成的自旋力矩的本地杂质轨道。
2015-01-07 cond-mat.str-el
Observation of gapless collective charge fluctuations in an Anderson insulating state
Pusan National University(釜山国立大学);Changwon National University(昌原国立大学);Pohang University of Science and Technology(韩国科学技术院)
本研究通过NMR/NQR和热容测量,揭示了在安德森绝缘态中无能隙的集体电荷涨落现象,为理解许多体局域化提供了新证据。
2025-08-10 cond-mat.str-el
Half-metallic Ferromagnets, Spin Gapless Semiconductors, and Topological Semimetals Based on Heusler Alloys
综述了Heusler合金在半金属铁磁体、自旋无隙半导体和拓扑半金属状态下的电子结构、电子和磁性的理论和实验研究。这些物质具有不寻常的、对外界影响高度敏感的磁性和电子特性,这与它们中存在的能隙和外来激发有关。在这些状态中的每一个,以及在它们之间的过渡的电子结构和性质的行为和演变的功能,被认为是。有目的地控制这些材料的性能的可能性对于它们的实际应用是有前景的。
2021-11-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological Gapless Phases in Non-Symmorphic Antiferromagnets
拓扑保护的费米子准粒子出现在带简并的金属中,作为能带结构拓扑的结果。在这里,我们揭示了拓扑半金属和金属相在各种非对称的共线反铁磁体与滑移反射对称性,镜子和半晶格平移的组合。我们发现,与狄拉克点具有多重的保护,以及电子结构的三重和四重带交叉点的无隙相位。滑移半金属被证明是转换成一个拓扑相,非平凡的$\mathbb{Z}_2$拓扑电荷的狄拉克点,由于反演和时间反演对称组合。更引人注目的是出现了一个隐藏的非幺正关系的国家之间的滑翔部门,提供了一个一般的机制,以获得多个带接触点。分裂的费米点揭示了一个$\mathbb{Z}_2$保护,该保护驱动多简并无带隙相转变为通过不同的费米线从它们的连接构建的拓扑金属。除了对复杂材料中有序态的新观点外,我们的研究结果还表明,新的拓扑无隙相和边缘态可能出现在广泛的磁性系统中。
2017-01-28 cond-mat.str-el