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
Spinon quantum spin Hall state in the kagome antiferromagnet with a Dzyaloshinskii-Moriya interaction
本研究利用变分蒙特卡罗方法，在含Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的Kagome晶格自旋1/2反铁磁海森堡模型中，发现了由磁有序拓扑熔化产生的自旋子量子自旋霍尔态，证实其为具有阿贝尔拓扑序的有能隙量子自旋液体。
2024-07-30 cond-mat.str-el
Spectral evidence for Dirac spinons in a kagome lattice antiferromagnet
本研究通过谱学实验在kagome晶格反铁磁体中观测到符合Dirac自旋子特征的锥形自旋激发与连续谱，结合低温比热验证为Dirac量子自旋液态提供了谱学证据，同时发现其激发位置与理论模型不符，提示自旋子起源特殊。
2024-05-21 cond-mat.str-el
Gapped spin-1/2 spinon excitations in a new kagome quantum spin liquid compound Cu$_3$Zn(OH)$_6$FBr
我们报道了一种新的可果美量子自旋液体候选物Cu $_3$ Zn（OH）$_6$ FBr，它在低于50 mK时不经历任何相变，比反铁磁居里-外斯温度（$\sim$ 200 K）低三个数量级以上.在由$^{19}$ F核磁共振测量得到的均匀自旋磁化率中，观察到低温下明显的能隙开口。我们观察到的特征磁场的依赖性的差距预期的分数自旋1/2自旋激发。我们的实验结果提供了强有力的证据，自旋分形在拓扑有序的自旋系统，类似于电荷的分数量子霍尔态的分数。
2017-06-23 cond-mat.str-el
Spin-1/2 kagome Heisenberg antiferromagnet: Machine learning discovery of the spinon pair density wave ground state
本文利用群等变卷积神经网络结合变分蒙特卡罗研究自旋-1/2 kagome 海森堡反铁磁体，发现其基态为不破坏时间反演和晶格对称性的自旋子对密度波，能量显著低于以往方法所得结果。
2025-03-09 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
Spinon band flattening by its emergent gauge field in quantum kagome ice
Gakushuin University（学习院大学）；Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）
本研究结合精确对角化与解析态图映射，发现量子笼目冰的自旋子因与演生规范场的相消干涉形成宏观简并平带，构造并计数了对应多体波函数，探讨了其对笼目反铁磁体磁化平台不对称终止的作用。
2025-10-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fractionalized spin-wave continuum in spin liquid states on the kagome lattice
受最近在赫氏体中子散射实验中观察到的自旋波连续体（SWC）的启发，我们利用Gutzwiller投影波函数研究了可果美晶格上自旋液态的动态自旋结构因子$S(\mathbf{q},ω)$.自旋液体中自旋1激发态用Gutzwiller投影的双自旋子激发波函数表示。我们研究了三种不同的自旋液体候选者，自旋费米面自旋液体（FSL），狄拉克自旋液体（DSL）和随机通量自旋液体（RSL）。FSL和RSL在扩展磁布里渊区中的$K$点处的$S(\mathbf{q},ω)$中具有低能量峰，与在$M$点处发现低能量峰的实验相反。DSL测量与中子散射测量之间没有明显的矛盾。除了一个分数的自旋（即自旋-1/2），自旋子在DSL携带一个分数的晶体动量，这是潜在的可检测的SWC在中子散射测量。
2015-07-10 cond-mat.str-el
NMR evidence of spinon localization in kagome antiferromagnet YCu$_3$(OH)$_6$Br$_2$[Br$_{1-x}$(OH)$_x$]
该研究通过核磁共振实验发现kagome反铁磁体YCu$_3$(OH)$_6$Br$_2$[Br$_{1-x}$(OH)$_x$]中自旋子因杂质引起的符号涨落而局域化，形成近零能量平带，解释了低温下的异常激发行为。
2024-02-08 cond-mat.str-el
$Z_{2}$ spin liquid ground state of the spin-$\frac{1}{2}$ Kagome antiferromagnetic Heisenberg model
我们证明了具有最近邻交换耦合的自旋- $\frac{1}{2}$ Kagome反铁磁海森堡模型（NN-KAFH）的最佳变分基态是$Z_{2}$自旋液态，而不是人们普遍认为的$U(1)$ Dirac自旋液态.在$Z_{2}$自旋液体状态中的自旋子激发具有自旋子带宽的大约$1/40$的小间隙。我们发现，虽然$Z_{2}$和$U(1)$自旋液体状态有一个大的重叠有限集群，因此在能量非常接近，他们主机完全不同的自旋激发光谱。在这种情况下，RVB理论的优势变得特别明显，因为它不仅提供了对基态结构的变化理解，而且还提供了系统激发光谱的全面描述。我们的结果表明，自旋- $\frac{1}{2}$ NN-KAFH应该更好地理解为一个近临界系统，而不是一个原型的带隙$Z_{2}$自旋液体系统。
2018-07-25 cond-mat.str-el
Cluster Mott insulators and two Curie-Weiss regimes on an anisotropic Kagome lattice
受量子自旋液体候选材料LiZn 2 Mo 3 O 8最近实验的启发，我们研究了各向异性Kagome晶格上1/6电子填充的单带扩展哈伯德模型.由于晶格的部分填充，需要产生莫特绝缘体，其中电子被定位在簇中，而不是在晶格位置处的位置间排斥相互作用。结果表明，这些团簇莫特绝缘体一般是具有自旋费米面的U（1）量子自旋液体.团簇莫特绝缘体中的电荷激发的性质与传统的莫特绝缘体有很大的不同，我们发现存在一种新颖的团簇莫特绝缘体，其中六角团簇周围的电荷波动诱导了元胞电荷序（PCO）。由于PCO的存在，自旋液体团簇莫特绝缘体中的自旋子激发谱被重构，只有1/3的自旋子激发是磁激活的。基于这些结果，我们提出LiZn_2 Mo_3 O_8中自旋磁化率的两个Curie-Weiss区域可以用具有PCO的团簇莫特绝缘体的有限温度性质以及自旋子的分数激发来解释。现有的和可能的未来实验LiZn 2 Mo 3 O 8，和其他钼基团簇磁体进行了讨论，根据这些理论预测。
2016-06-15 cond-mat.str-el
Characterization of quantum spin liquids and their spinon band structures via functional renormalization
将赝费米子泛函重整化群（PFFRG）方法与自洽Fock平均场方法相结合，计算了自旋为1/2的量子自旋液体中自旋子激发的低能有效理论.利用PFFRG的有效自旋相互作用作为Fock方程的输入，并考虑到投影对称群（PSG）方法分类的最一般类型的自由自旋子ansätze，我们能够系统地确定自旋液体候选系统的自旋能带结构，超越平均场论。我们将这种方法应用于正方晶格上的反铁磁$J_1$ - $J_2$海森堡模型和kagome晶格上的反铁磁最近邻海森堡模型。对于$J_1$ - $J_2$模型，我们发现在最大阻挫区，含Dirac自旋的SU（2）$π$通量态产生最大的平均场振幅.对于kagome模型，我们确定了一个无带隙的$\mathbb{Z}_2$自旋液体与一个小的圆形自旋费米表面和近似的狄拉克锥在低，但有限的能量。
2018-06-13 cond-mat.str-el
Spin susceptibility anomaly in cluster Mott insulators on a partially-filled anisotropic Kagome lattice: applications to LiZn2Mo3O8
受量子自旋液体候选材料LiZn 2 Mo 3 O 8最近实验的启发，我们研究了各向异性Kagome晶格上1/6电子填充的单带扩展哈伯德模型.由于晶格的部分填充，需要产生莫特绝缘体，其中电子被定位在簇中，而不是在晶格位置处的位置间排斥相互作用。我们提供了这样的集群莫特绝缘体的例子，并研究金属态和集群莫特绝缘体的各向异性的可果美晶格之间的相变。结果表明，这些团簇莫特绝缘体一般是具有自旋费米面的U（1）量子自旋液体.然而，在不同的集群莫特绝缘体的电荷激发的性质可能是完全不同的，我们表明，存在一种新的集群莫特绝缘体的电荷波动周围的六边形集群诱导的元胞电荷秩序（PCO）。由于PCO的存在，自旋液体团簇莫特绝缘体中的自旋子激发谱被重构，只有1/3的自旋子激发是磁激活的。同一模型的强耦合极限也通过一个Kugel-Khomskii-like模型进行了分析。基于这些结果，我们认为LiZn_2Mo_3O_8有限温度自旋磁化率的反常行为可以用具有PCO的团簇莫特绝缘体的有限温度性质以及自旋子的分形激发来解释.现有的和可能的未来实验LiZn 2 Mo 3 O 8，和其他钼基团簇磁体进行了讨论，根据这些理论预测。
2014-08-14 cond-mat.str-el
Correlated spin liquids in the quantum kagome antiferromagnet at finite field: a renormalisation group analysis
利用非微扰零温重整化群（RG）方法分析了有限外磁场下kagome晶格上的反铁磁自旋- $1/2$ XXZ模型.在Kumar \emph{et al}（Phys. Rev. B { \bf 90}，174409（2014））的工作之后，我们使用Jordan-Wigner变换将自旋问题映射到存在统计规范场且具有最近邻相互作用的无自旋费米子（自旋子）中。虽然Kumar \emph{et al}的工作主要局限于XY区域中的$1/3$填充（每个位点的磁化强度）的平台，但我们分析了自旋间相互作用在塑造整个XXZ模型中该平台周围的相方面的作用。RG相图包含三个自旋液相，其位置被确定为交换各向异性和自旋散射引起的波动的能量尺度的函数。其中两种自旋液体是拓扑有序的物质状态，在环面上具有带隙的简并状态。其中一个相的带隙对应于哈密顿量XY部分的Azbel-Hofstadter谱的单自旋带隙，而另一个相的带隙则来自两自旋相互作用。这个问题的海森伯点被发现位于相互作用带隙的自旋液相中，这与最近的实验结果基本一致。第三个阶段是一个代数自旋液体与无隙的狄拉克光谱的自旋子激发，并拥有的属性，显示偏离费米液体范例。三相边界对应于临界理论，并在$SU(2)$对称的多临界点相遇。这个特殊的临界点与Kumar \emph{et al}预言的间隙闭合转变点相吻合。我们讨论了我们的研究结果的相关性，最近的各种实验，以及从其他…
2018-11-13 cond-mat.str-el
Gapless spin liquids on the three dimensional hyper-kagome lattice of Na$_4$Ir$_3$O$_8$
最近的实验表明，Na $_4$ Ir $_3$ O $_8$，其中s=1/2铱局域矩形成角共享三角形的三维网络的材料，可能具有无隙自旋激发的量子自旋液体基态。结合精确对角化、费米平均场基态的对称性分析和Gutzwiller投影变分波函数的研究，我们提出了一种具有自旋费米面的量子自旋液体作为Na $_4$ Ir $_3$ O $_8$超kagome晶格上海森堡模型基态的有利候选.我们提出了这种自旋液体比热的重整化平均场论，并讨论了自旋费米面可能的低温不稳定性。
2008-06-26 cond-mat.str-el
Gauge flux generations of weakly magnetized Dirac spin liquid in a kagomé lattice
International Center for Quantum Materials, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院量子材料国际中心）；Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学李政道研究所）；Collaborative Innovation Center of Quantum Matter（量子物质协同创新中心）
研究弱磁化狄拉克自旋液体在蜂窝晶格中的规范通量生成机制，揭示其通过非微扰方式生成均匀规范通量并形成自旋子兰道能级的特性。
2025-11-28 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
Weak Ferromagnetic Exchange and Anomalous Specific Heat in ZnCu3(OH)6Cl2
在自旋为1/2的可果美反铁磁体ZnCu 3（OH）6 Cl 2中存在过多的低能自旋激发的实验证据，可以从自旋子耦合到U（1）规范场的扩展费米面来理解。我们进行变分计算来研究这样的状态可能是能量上可行的可能性。一个Gutzwiller投影波函数再现了DMRG先前发现的kagome带的二聚化。应用于完整的kagome晶格表明，包含一个小的铁磁次近邻相互作用有利于基态与自旋费米表面。
2008-01-28 cond-mat.str-el
Impurity-doped Kagome Antiferromagnet: A Quantum Dimer Model Approach
在广义量子二聚体模型（QDM）的框架下，研究了非磁性杂质对可果美晶格上量子海森堡反铁磁体的掺杂.遵循Ralko等人的方法[Phys.Rev.Lett. 101，117204（2008）]，我们在Kagome晶格上引入QDM的（最小）扩展，以解释在有限磁场下自发产生S=1/2自旋子。调制的二聚体密度（在零或有限的磁场）和在附近的杂质的局部场诱导的磁化强度的计算使用Lanczos精确对角化技术的小集群（48和75网站）。的VBC是清楚地揭示从其钉扎杂质，而在二聚体液体中，杂质周围的结晶只涉及两个相邻的二聚体。我们还发现，次近邻铁磁耦合有利于VBC秩序。出乎意料的是，一个小尺寸的自旋杂质束缚态出现在二聚体液相的某些区域。相反，在VBC相的自旋离域在一个大的区域内的杂质，揭示了VBC限制势的弱点。最后，我们观察到，杂质浓度小至4%，大大提高二聚。这些结果与价键玻璃方案[R. R. P. Singh，Phys. Rev. Lett. 104，177203（2010）]，并概述了对解释该Herbertsmithite化合物的核磁共振谱的影响。
2010-09-30 cond-mat.str-el
Simplex Z_2 spin liquids on the Kagome lattice with Entangled Pair States: spinon and vison coherence lengths, topological entropy and gapless edge modes
带隙Z_2自旋液体被认为是Kagome晶格上S=1/2量子反铁磁体基态的候选者。我们扩展了投影纠缠对态的使用，在圆柱体上构造了共振价键（RVB）态，包括最近邻和次最近邻的单线态。我们的反对称--被称为“单纯自旋液体”--允许两种类型的三角形之间的不对称（优化后的能量密度为2-3%），导致反转对称性的破坏。我们证明了拓扑Z_2结构仍然保持，并且通过考虑无限长圆柱上自旋线和视子线的存在与否，我们明确地构造了四个正交的RVB最小纠缠态.自旋和维森相干长度是从四个扇区的能量分裂的圆柱周长的有限尺寸标度中提取的，并且被发现是晶格间距的数量级。的纠缠光谱的分区（无限）圆柱体被发现是无间隙的建议发生，在一个圆柱体与{ \it真正}开放的边界，无间隙的边缘模式正式类似于Luttinger液体（非手性）的自旋和电荷模式。当反转对称性自发破缺时，RVB自旋液体表现出额外的伊辛简并性，这在最近的精确对角化研究中可能已经观察到。
2013-03-30 cond-mat.str-el quant-ph
Diagnosing Fractionalization from the Spin Dynamics of $Z_2$ Spin Liquids on the Kagome Lattice by Quantum Monte Carlo Simulations
基于大尺度量子蒙特卡罗模拟，我们研究了Balents-Fisher-Girvin kagome晶格量子自旋- $1/2$模型的动态自旋结构因子，该模型具有扩展的$Z_2$量子自旋液体相.我们使用相关矩阵抽样方案结合随机解析延拓方法来解决这个各向异性量子自旋模型的三个网站的单位细胞的光谱功能。基于这种方法，我们监测整个相图的自旋动力学模型，从XY-铁磁区域的$Z_2$量子自旋液体制度。在后一阶段，我们确定了一个带隙的两个自旋连续的横向散射通道，这是忠实地模拟了一个有效的自旋紧束缚模型。在纵向通道内，我们确定了间隙视子激发，并通过增强的光谱周期性表现出平移对称性视子分形的迹象。
2018-08-24 cond-mat.str-el
Spinon deconfinement in doped frustrated quantum antiferromagnets
研究了在二维受抑量子反铁磁体中掺入非磁性杂质或可动空穴后释放的自旋子的限制。对于静态空位，在正方晶格上的J_1{-}J_2{-}J_3模型中发现了一种介于完全解除禁闭（kagome）和强禁闭（棋盘格）之间的中间行为，出现了两个尺度，自旋禁闭长度大于磁关联长度。对于移动空穴，这转化为扩展的自旋-空穴束缚态，允许一个桥梁动量（ARPES谱函数）和真实空间（STM）的实验观察。这些功能提供了明确的证据，附近的“退禁闭临界点”在掺杂的微观模型。
2005-12-21 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
Cyclotron reonance in a kagome spin liquid candidate material
该研究提出用回旋共振探测U(1)量子自旋液体中的中性Dirac自旋子，阐明外电磁场诱导涌现规范场的两种机制，并证明在kagome候选材料中可获得与石墨烯相当的累积吸收信号。
2025-07-25 cond-mat.str-el quant-ph
Spinon-Phonon Interaction in Algebraic Spin Liquids
出于寻找实验探针的动机，以访问自旋液体中的分数激发称为自旋子的物理，我们研究自旋子与晶格振动的相互作用。我们考虑的情况下，代数自旋液体，自旋子有费米子统计和Dirac-like色散。我们建立了基于对称性考虑的自旋-声子相互作用的一般推导过程。该程序示出了四种不同的代数自旋液体：π通量和交错通量相的正方形晶格上，π通量相的戈薇晶格上，和零通量相的蜂窝晶格。虽然所有这些相的低能描述是相似的，不同的基本对称群导致不同形式的自旋-声子相互作用哈密顿量。利用自旋-声子相互作用的显式形式计算了超声波在代数自旋液体中的衰减。讨论了声衰减作为自旋子探针的前景。
2013-03-04 cond-mat.str-el
Raman Scattering Polarization and Single Spinon Identification in Two-Dimensional Kitaev Quantum Spin Liquids
Kitaev蜂窝模型中Loudon-Fleury非弹性可见光散射的完全去极化是众所周知的。虽然它也发生在Heisenberg Kagome和三角形反铁磁体中，但我们证明它是几何起源的，而不是量子自旋液体所特有的。正方形平面几何中的Kitaev自旋液体确实表现出包含不同对称物种的偏振拉曼光谱，每个对称物种都是由与自旋相容的自旋子双生激发引起的，即由中介自旋子所属规范$\bm{k}$点对称群的双值不可约表示构成的与自旋相容的直积表示引起的。我们结合标准的点对称群分析的拉曼顶点在真实的空间和一个精心制作的投影对称群分析的拉曼散射介导的倒易空间中的马约拉纳自旋单独识别紧急自旋。
2020-05-12 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
Vison condensation and spinon confinement in a kagome-lattice $\mathbb{Z}_2$ spin liquid: A numerical study of a quantum dimer model
本文通过数值精确对角化研究kagome晶格量子二聚体模型，证实了$\mathbb{Z}_2$自旋液体到VBS的转变由vison凝聚驱动，并导致自旋子禁闭，同时发现兼具两者特征的中间态。
2024-07-18 cond-mat.str-el quant-ph
Comment on "Spin-1/2 Kagome Heisenberg Antiferromagnet: Machine Learning Discovery of the Spinon Pair-Density-Wave Ground State"
Department of Physics, Harvard University, Cambridge, MA 02138, USA（哈佛大学物理系）；Department of Physics, Boston University, Boston, MA 02215, USA（波士顿大学物理系）
指出使用群等变卷积神经网络研究kagome海森堡反铁磁体基态时，由于Metropolis-Hastings采样中单自旋翻转更新导致遍历性破缺，使得报告的低能态是伪影，而采用自旋交换更新后网络收敛能量高于DMRG结果，质疑原文结论。
2026-05-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el cs.LG
Topological thermal Hall effect for topological excitations in spin liquid: Emergent Lorentz force on the spinons
本文研究了U（1）自旋液体中自旋子所受洛伦兹力的起源。我们的灵感来自于以前的观察规范场相关的成对自旋关联使用中子散射测量时的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用与晶格几何纠缠。我们将这一观察推广到作用在（中性）自旋子上的洛伦兹力。使自旋极化的外部磁场有效地为自旋子产生内部U（1）规范通量，并通过Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用扭曲自旋子运动。这种产生洛伦兹力的机制与在弱Mott绝缘区中由电荷涨落引起的U（1）规范内通量的感应机制有着根本的不同。我们将这种理解应用到可果美晶格上自旋金属的具体情况。我们提出的突现洛伦兹力的产生和由此产生的拓扑热霍尔效应的理论可以广泛应用于其他具有Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的非中心对称自旋液体。我们讨论了与可果美材料中的热霍尔输运的相关性。
2019-09-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dirac node pinning from Dzyaloshinskii-Moriya interactions in a Kagome spin liquid
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
研究通过Dzyaloshinskii-Moriya相互作用诱导能带闭合相变，结合内部规范场与自旋子磁化，实现Dirac节点的稳定固定，提出不同于对称性保护的固定机制。
2026-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Gapless chiral spin liquid in a kagome Heisenberg model
基于最近对海森堡S=1/2量子自旋液体候选材料kapellasite的实验，我们对kagome晶格上所有可能的具有费米子自旋子的手征（时间反演对称性破缺）自旋液体进行了分类.我们得到了物理相关的扩展海森堡模型的相图，比较了各种微观变分波函数的能量。我们提出，在低温下，kapellasite表现出一个无隙的手征自旋费米表面的自旋液相。这种二维态继承了退耦反铁磁自旋链的一维相的许多性质，但也表现出一些显著的差异。我们讨论了自旋结构因子和其他物理性质。
2015-08-14 cond-mat.other cond-mat.str-el
Magnetostriction, piezomagnetism and domain nucleation in a kagome antiferromagnet
本文研究了kagome反铁磁体Mn$_3$Sn的磁致伸缩与压磁效应，发现室温下的线性磁致伸缩由场诱导自旋面内扭转及Sn空位畸变驱动，并揭示了磁滞回线内畴成核的相变与扭转磁条纹机制。
2024-08-26 cond-mat.str-el
Low-energy sector of the S=1/2 Kagome antiferromagnet
从S=1/2的Kagome反铁磁体出发，为了强调基本三角形的作用，导出了包含自旋和手征变量的有效哈密顿量。保留这些变量的量子性质的平均场去耦被示出产生可以被精确求解的哈密顿量，导致以下预测：i）低位单重态的数量随着位点N的数量增加，如1.15的N次方; ii）单重态-三重态间隙保持在热力学极限; iii）自旋形成具有小结合能的束缚态。通过将这些性质与数值实验揭示的规则Kagome晶格的性质进行比较，我们认为这种描述抓住了该模型的基本低能物理。
1998-05-07 cond-mat.str-el
Deconfined quantum phase transition on the kagome lattice: Distinct velocities of spinon and string excitations
本研究在kagome晶格扩展硬核玻色-哈伯德模型中发现两种不同速度的线性色散，否定演生洛伦兹对称性并突破传统DQPT理论，为量子材料与模拟领域提供新启发。
2024-04-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el hep-th
Evidence for the topological order in a kagome antiferromagnet
Z2量子自旋液体是一种最简单的拓扑结构，并且由于长程量子纠缠而表现出许多奇异的性质。它的基元激发是任意子，如携带分数自旋量子数的自旋子和携带出射Z 2规范通量的介子。然而，这些任意子的实验检测仍然是难以捉摸的。困难不仅在于Z 2量子自旋液体的候选者很少，而且在于介子是磁惰性的，因此不受现有实验技术的影响。本文研究了由二维Cu $^{2+}$层和Cu $^{2+}$或Zn $^{2+}$离子组成的kagome晶格反铁磁体Cu $_4$（OH）$_6$ FBr和Cu $_3$ Zn（OH）$_6$ FBr的自旋激发和比热。结合第一性原理计算和非弹性中子散射数据，我们发现Cu $_4$（OH）$_6$ FBr中的主要耦合是在kagome面内最近邻自旋之间，并且在反铁磁转变温度以上，kagome和层间自旋系统基本上是解耦的.因此，通过去除残余层间Cu $^{2+}$磁性杂质的贡献，导出了CuPDMATHABMO Zn（OH）$_6$ FBr的可果美层的本征自旋激发和比热。相应地，kagome自旋系统在低温下表现出动量相关的自旋能隙和大的磁熵，对磁场不敏感，这可以被理解为该kagome量子自旋液体候选物中存在自旋子和介子的证据.我们的结果表明材料中存在Z2任意子，从而为kagome量子自旋液体中Z2拓扑有序性提供了一组全面的证据，并将它们精心设计的纠缠舞蹈带到了真实材料的舞台上.
2020-10-04 cond-mat.str-el
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
Generation of gauge magnetic fields in a kagome spin liqud candidate using the Dzyaloshinskii-Moriya interaction
本文提出了一种在 kagome 自旋液体候选材料中生成规范磁场的新机制，发现 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用和平均自旋极化会在晶胞中产生净规范通量，从而解释了实验中观测到的费米子自旋子量子振荡所需的规范磁场强度。
2024-01-03 cond-mat.str-el
Fermionic spin excitations in two and three-dimensional antiferromagnets
有序海森堡磁铁中的自旋激发是磁振子-自旋为1的玻色子。当挫折和量子涨落抑制有序并恢复自旋旋转对称性时，这种情况可能会改变。我们表明，自旋激发的$S=1/2$海森堡反铁磁体的戈薇是自旋费米子自旋1/2。在基态，系统可以描述为自旋为0的小而重的自旋子对的集合。最低能量的磁激发相当于以$0.06 J$为代价将一对自旋子分裂成两个自旋子。
2009-10-16 cond-mat.str-el
Detecting crystal symmetry fractionalization from the ground state: Application to $\mathbb Z_2$ spin liquids on the kagome lattice
在量子自旋液体态中，分数自旋子激发可以携带分数晶体对称性量子数，这种对称性分数区分了不同拓扑有序的自旋液体态。在这项工作中，我们提出了一个简单的方法来检测签名的基态的波函数的晶体对称性表示，这样的晶体对称性碎裂。我们证明了我们的方法上投影$\mathbb Z_2$自旋液体波函数的戈薇晶格，并表明，它可以用来分类一般的波函数。特别是我们的方法可以用来区分几个建议的候选人的$\mathbb Z_2$自旋液体状态的kagome晶格。
2015-03-03 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
Vanishing spin gap in a competing spin-liquid phase in the kagome Heisenberg antiferromagnet
我们利用改进的变分波函数，对kagome晶格上自旋- $1/2$量子海森堡模型中自旋能隙为零的基态提供了强有力的数值证据。本文从Y.运行$et al.$ [物理修订版快报。$98$，$117205$（$2007$）]并迭代地应用几个Lanczos步骤，我们计算了由激发狄拉克节点附近的自旋子构成的最低$S=2$激发。我们的结果与热力学极限下自旋能隙的消失是相容的，并且与实空间中长距离自旋-自旋关联的幂律衰减是一致的。竞争的间隙（拓扑）自旋液体进行了讨论。
2014-01-17 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
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
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
Spinon mediation of witness spin dynamics in herbertsmithite
University of Oxford（牛津大学）；University College Cork（科克大学学院）；Cardiff University（卡迪夫大学）；University of Bristol（布里斯托大学）；Max Planck Institute for Solid State Research（马克斯·普朗克固体的研究所）；Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids（马克斯·普朗克固体化学物理研究所）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；Cornell University（康奈尔大学）
研究通过自旋噪声光谱探测赫伯特斯密特石中自旋子介导的见证自旋动力学，发现其行为与量子自旋液体中的自旋子传播一致，并揭示了自旋玻璃相的临界温度。
2026-04-16 cond-mat.other cond-mat.str-el
Quantum spin liquid and magnetic order in a two-dimensional non-symmorphic lattice: considering the distorted Kagome lattice of Volborthite
基于Kagome晶格的材料Volborthite（$\mathrm{Cu_3 V_2 O_7 (OH)_2 \cdot 2 H_2 O}$）由于自旋相互作用的受抑性质而被认为是发现不寻常的量子基态的有希望的平台。在这里，我们探讨了可能的量子自旋液体和磁有序相的二维非对称晶格描述的$p2gg$层空间群，这是一致的空间各向异性的自旋模型推导出的密度泛函理论（DFT）的Volborthite。利用投影对称群（PSG）分析和Schwinger玻色子平均场论，我们对可能存在的玻色子自旋液相进行了分类，并研究了与之相关的磁有序相.它示出，在一般情况下，只允许在二维非对称晶格，这大大简化了分类的几何不变的平均场状态。研究了DFT导出的自旋模型的平均场相图，发现可能的量子自旋液体相与两种磁有序相相连：共面无公度$(q,0)$螺旋序为基态，共面有公度$(π,π)$自旋密度波序为竞争态.此外，在与$(π,π)$自旋密度波阶相关的自旋液相中，发现了双自旋子连续谱的周期性增强，这是对称性分解的一个特征。我们讨论了这些结果的相关性Volborthite最近和未来的实验。
2017-03-10 cond-mat.str-el
Dirac, Anderson, and Goldstone on the Kagome
我们证明了自旋为1/2的kagome晶格反铁磁体存在一个长程RVB态，其自旋子具有无质量的Dirac谱。通过考虑RVB态的各种扰动，通过破坏对称性来给费米子质量，我们能够描述kagome晶格上的广泛的一类已知状态，包括自旋Peierls固体和手性自旋液体状态。使用RG处理的RVB状态的波动，我们提出了一个不同的对称性破缺模式，并显示如何集体激发这个国家占实验和数值的无隙单重模式。我们对陈数、二聚体-二聚体关联函数、三重态间隙和其他量作了进一步的数值比较。为了完成这些计算，我们提出了SU（N）理论的一个变体，它使我们能够在平均场水平上包括许多Gutzwiller投影的影响。
2000-06-18 cond-mat.str-el
Fermionic spin liquid analysis of the paramagnetic state in Volborthite
最近，在由具有$S=1/2$局部矩的扭曲Kagome层组成的Volborthite的顺磁态中观察到了热霍尔效应。尽管出现了低于$1 \, \mathrm{K}$的磁序，但对外部磁场的响应和高于$1 \, \mathrm{K}$的顺磁态的不寻常性质表明可能实现奇异量子相。受这些发现的启发，我们研究了可能的自旋液相与费米子自旋激发的非对称版本的可果美晶格，这属于二维晶体学组$p2gg$。这种非对称结构与在密度泛函理论（DFT）计算中得到的自旋模型一致。利用投影对称群（PSG）分析和费米子部分子平均场论，我们确定了12个不同的$\mathbb{Z}_2$自旋液体状态，其中四个被发现有对应的8个Schwinger玻色子自旋液体状态，我们之前分类。我们研究了四个玻色子对应的费米子态，发现它们对应的根$U(1)$态的光谱具有自旋费米面的特征。自旋费米面的存在可能为在Volborthite中观察到的有限的霍尔热导率提供了一个可能的解释。
2017-03-27 cond-mat.str-el
Power-law Conductivity inside the Mott gap: application to $κ-(BEDT-TTF)_2Cu_2(CN)_3$
本文讨论了U（1）规范理论描述的自旋液体态与费米子自旋耦合的电荷动力学。我们发现，无带隙的自旋子引起的幂律电导率内的电荷间隙。应用该理论解释了最近在有机化合物$κ-(BEDT-TTF)_2Cu_2(CN)_3$中观察到的不寻常的光学电导率。我们还提出了一个光学实验，以寻找在Kagome自旋液体绝缘体的间隙激发。
2007-06-01 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
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
Striped spin liquid crystal ground state instability of kagome antiferromagnets
自旋1/2海森堡kagome反铁磁体的狄拉克自旋液体基态具有潜在的不稳定性[1-4]。这被认为是它在大规模数值计算中没有得到有力支持的原因[5]。然而，以前观察这些不稳定性的尝试都失败了。我们发现了一个比狄拉克自旋液态能量更低的投影BCS态，这为研究可果美反铁磁体的基态的稳定性提供了新的视角。这个新国家有三个显著特点。首先，它以一种不寻常的方式打破了两种空间对称性，可能使自旋子沿着一个方向解除限制。其次，它将U（1）规范对称性破缺为$Z_2$。第三，它具有先前提出的“π”的空间对称性，这表明它是狄拉克自旋液体的不稳定性。本文所述的状态还与在Zn-副氯铜矿中在低Zn浓度下观察到的kagome晶格的畸变具有显著的相似性，表明其可能已经在这些材料中实现。
2012-10-04 cond-mat.str-el
Scale-free antiferromagnetic fluctuations in the S=1/2 kagome antiferromagnet herbertsmithite
赫贝斯密斯矿[ZnCu 3（OH）6 Cl 2]是s = 1/2 kagome反铁磁体的一种接近理想的实现，其中子能谱和漫中子散射揭示了量子自旋液体的标志性性质：在没有时间平均有序矩的情况下，瞬时短程反铁磁关联。这些动力学反铁磁关联仅很弱地依赖于中子能量转移和温度，并持续到25 meV和120 K。在低能量转移的磁散射的低Q值的位移观察到随着温度的升高，提供了无隙自旋的证据。有人认为，这些意见提供了重要的证据，有利于（掺杂）莫特绝缘体的RVB理论。
2009-12-21 cond-mat.str-el
