Influences of an impurity on the transport properties of one-dimensional antisymmetric spin filter
利用玻色化和Keldysh公式研究了杂质对一维反对称自旋滤波器的自旋和电荷输运的影响,并与有自旋的Luttinger液体的结果进行了比较.由于电子自旋取向依赖于波数,自旋输运不受杂质的影响,而电荷输运与无自旋的一维Luttinger液体基本相同。
2007-10-16 cond-mat.str-el
The Anderson impurity model with a narrow-band host: from orbital physics to the Kondo effect
在局域矩方法的框架下,研究了具有窄带金属基质的粒子-空穴对称Anderson杂质模型。由此产生的单粒子谱相比,无限制的Hartree-Fock,二阶微扰理论的非相互作用的限制,和Lanczos谱的霍夫斯特和Kehrein。相当准确的分析结果解释了几乎整个范围内的相互作用的光谱演变。这些包括,特别是,四峰结构中观察到的低能量部门的Lanczos光谱中的适度耦合制度的理由。在弱耦合,光谱演化是由轨道效应,而在强耦合近藤极限,该模型被证明是顺利连接到通用的安德森杂质与一个平坦的和无限宽的杂化带。
2011-05-10 cond-mat.str-el
Natural orbitals renormalization group approach to a spin-1/2 impurity interacting with two helical liquids
基于有限锯齿形石墨烯纳米管中的Kane-Mele模型,利用自然轨道重整化群,研究了量子自旋霍尔绝缘体中自旋为1/2的局域杂质通过Kondo相互作用与两个螺旋液体耦合的问题.我们研究了近藤耦合与螺旋液体的静态和动态的基态的性质的影响。首先分析了在构造基态波函数中起重要作用的活性自然轨道(ANO)的数目和独特的空间结构。我们的数值结果表明,两个ANO出现,等于螺旋液体的数量。具体而言,在耦合对称点,两个ANO是完全活跃的,它们的空间结构分别由不同的螺旋液体构成。相比之下,当偏离对称点时,只有一个ANO保持完全活跃,这主要是由具有较大Kondo耦合的螺旋液体构成的。用杂质自旋极化率和极化率描述了杂质的局域屏蔽效应。结果表明,在耦合对称点处,杂质的极化率最大,自旋极化率达到最大值。相反,当近藤耦合偏离对称点时,杂质倾向于被屏蔽而不极化。最后探讨了杂质与传导电子之间的自旋关联所表现的近藤屏蔽云。结果表明,近藤云主要是由近藤较大的螺旋液体与杂质耦合形成的。另一方面,自旋-轨道耦合破坏了自旋关联空间分布的对称性,导致近藤云的各向异性。
2023-03-25 cond-mat.str-el
Spectral properties of a two-orbital Anderson impurity model across a non-Fermi liquid fixed point
本文用NRG方法研究了两轨道Anderson杂质模型在交换分裂下的谱性质,其中交换分裂遵循正则和逆Hund规则。该相图包含一个非费米液体固定点,它将屏蔽相与未屏蔽相分开,在屏蔽相处发生传统的近藤效应,在未屏蔽相处交换分裂负责淬灭杂质自由度。在靠近这个固定点的近藤屏蔽侧,杂质态密度在较宽的共振之上显示出窄的近藤峰。该窄峰在未屏蔽相中转变为宽共振内的窄伪能隙。在固定点上,只有后者生存。因此,不动点可以通过化学势处态密度的跳跃来确定。我们还表明,粒子空穴扰动,只是改变轨道能量不洗出的不动点,不像那些扰动杂交的两个轨道。因此,即使远离粒子-空穴对称性,化学势处的态密度跃变仍然是有限的,并且赝能隙仍然固定在化学势处,尽管它被部分填充。我们还讨论了这些结果的晶格模型映射到这个安德森杂质模型的限制大晶格协调的相关性。在接近Mott金属-绝缘体转变时,这些晶格模型必然进入具有局部临界性的区域,该局部临界性反映了杂质非费米液体固定点。然而,不同于杂质,晶格可以摆脱单杂质的固定点不稳定性自发发展体相干的破缺相,我们确定不同的晶格模型。
2004-02-09 cond-mat.str-el
Imaginary-time matrix product state impurity solver in a real material calculation: Spin-orbit coupling in Sr$_2$RuO$_4$
利用基于时间矩阵乘积态(MPS)的量子杂质求解器,结合密度泛函理论(DFT)对Sr $_2$ RuO $_4$进行了真实的动力学平均场论(DMFT)计算.我们充分考虑了Hubbard-Kanamori相互作用和自旋轨道耦合(SOC)。MPS杂质求解器在SOC存在下基本上在零温度下工作,SOC是目前连续时间量子蒙特卡罗(CTQMC)方法无法获得的参数的一种状态,这是由于严重的符号问题。我们表明,早期的结果在高温下,即对角自能几乎不受影响的SOC和相互作用导致的SOC的有效增强,即使在低温下举行。我们观察到,现实主义使得MPS杂质模型的数值解更苛刻的贝特晶格模型的早期作品相比,需要一些算法的改进。
2020-01-19 cond-mat.str-el
An Anderson impurity interacting with the helical edge states in a quantum spin Hall insulator
利用自然轨道重整化群(NORG)方法,研究了量子自旋霍尔绝缘体中Anderson杂质与螺旋边态相互作用的局域自旋屏蔽.我们发现在量子自旋霍尔绝缘体中,杂质位上形成了局域自旋,并且局域自旋被电子完全屏蔽。同时,局域自旋主要被单个活动自然轨道屏蔽。然后,我们表明,近藤屏蔽机制变得透明和简单的框架内的自然轨道形式主义。将主动自然轨道分别投影到实空间和动量空间,刻画其结构。根据杂质耦合到边缘的布洛赫态的占据率,我们证实了边缘态的自旋动量锁定性质。此外,我们还研究了局域态密度所代表的活性自然轨道的动力学性质,并由此观察到了近藤共振峰。
2022-01-14 cond-mat.str-el
Natural Orbitals Renormalization Group Approach to the Two-Impurity Kondo Critical Point
正常金属中存在两个磁性杂质的问题揭示了单重态基态形成的两种相反趋势,分别是由单离子近藤效应和传导电子屏蔽杂质自旋或由两个杂质之间的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida相互作用直接形成杂质自旋单重态。然而,这两种倾向之间的竞争是否会导致量子临界点,已经争论了二十多年。在这里,我们研究这个问题,通过应用新提出的自然轨道重整化群方法的晶格版本的两个杂质Kondo模型与直接交换$K$之间的两个杂质的自旋。该方法允许无偏地访问足够大的系统尺寸的基态波函数和低位激励。我们证明了当杂质间距$R$为偶数晶格间距时,在$K$的反铁磁侧存在一个量子临界点,其特征是杂质交错磁化率与临界指数$γ= 0.60(1)$的幂律发散,而当$R$为奇数晶格间距时,则恢复了交叉行为.这些结果最终解决了数值重整化群和量子蒙特卡罗研究之间长期存在的差异,证实了这种双杂质近藤临界点与局域费米液体理论预测的隐藏粒子-空穴对称性之间的联系。
2015-01-08 cond-mat.str-el
Two Anderson impurities in a 2D host with Rashba spin-orbit interaction
本文用修正的微扰理论研究了具有附加Rashba自旋轨道相互作用的二维双杂质Anderson模型。我们构造的杂质格林函数精确地再现了前四个谱矩。我们讨论了偶/奇近藤峰的高度和宽度作为杂质间距离和Rashba能量$E_R$(Rashba自旋轨道相互作用的强度)的函数。对于小的杂质分离的近藤温度显示出非单调依赖于$E_R$是不同的,在偶数和奇数通道。我们预测Kondo温度与$E_R$几乎只有线性关系,而不是与$E_R$呈指数关系
2012-10-09 cond-mat.str-el
Orbital driven impurity spin effect on the magnetic order of quasi-three dimensional cupric oxide
用密度泛函方法研究了在过渡金属杂质M(= Cr,Mn,Fe,Co和Ni)存在下,严重畸变的正方形平面氧化铜(CuO)的磁有序和局域自旋无序.在晶体结构中的变形,出现通过最小化共价相互作用来降低能带能量,产生两个交错的锯齿形自旋1/2链。从自旋二聚体分析中,我们发现沿着[10 $\bar 1$ ]的自旋链具有强的海森堡型反铁磁耦合(J ~ 127 meV),沿着[101],它表现出弱但强的铁磁耦合(J ~ 9 meV),由联想到的p-d共价相互作用介导。杂质对磁序的影响与M无关,是纯轨道驱动的。如果M的自旋态使得d $_{x^2-y^2}$轨道是自旋极化的,则保持原始的长程有序。然而,如果d $_{x^2-y^2}$轨道未被占据,则相应的共价相互作用的缺乏打破了弱铁磁耦合,并且在杂质位点处发生自旋翻转,导致长程磁有序的破坏。
2016-10-03 cond-mat.str-el
Anderson Impurity in Helical Metal
我们利用试探波函数研究了三维拓扑绝缘体表面螺旋金属的自旋1/2近藤效应。当杂质自旋被传导电子淬灭时,传导电子和杂质的自旋-自旋关联在自旋和空间都是强各向异性的。由于强的自旋轨道耦合,杂质自旋的面外分量被导电电子的轨道角动量完全屏蔽。
2010-07-15 cond-mat.str-el
The Coulomb impurity in 2D materials with strong spin-orbit interaction
我们发现,自旋轨道相互作用(SOI)所产生的库仑场的带电杂质提供了一个有效的机制为束缚态的形成。该机制可以在具有足够强的Rashba SOI的2D材料中实现,条件是杂质局部地破坏了垂直于层的方向上的结构反转对称性。
2020-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Natural orbitals renormalization group approach to a Kondo singlet
嵌入金属基质中的磁性杂质通过传导电子云集体屏蔽,以通过近藤效应的机制在特征能量标度$T_K$(近藤温度)以下形成近藤单线态。利用新近发展起来的自然轨道重整化群(NORG)方法重新研究了近藤单线态。我们发现,在自然轨道形式主义的框架下,Kondo屏蔽机制变得透明和简单,而Kondo单线态的内在结构得到了清晰的解决。对于单杂质Kondo系统,存在一个对磁性杂质起主要屏蔽作用的活性自然轨道。从纠缠的角度来看,磁性杂质主要与活跃的自然轨道纠缠,即,由活动自然轨道和磁性杂质形成的子系统基本上与剩余系统分离。我们还研究了主动自然轨道分别投影到实空间和动量空间的结构。利用修正矢量法,得到了在具有活泼自然轨道的杂质位定义的单粒子格林函数所表示的动力学性质。为了阐明近藤屏蔽云的空间扩展,引入了近藤相关能的概念。利用这一概念,我们得到了一个特征长度尺度,超过这个尺度,近藤屏蔽云在实验中几乎检测不到。我们的数值计算结果表明,这种特征长度尺度通常只有几个纳米,这解释了为什么它是很难检测到近藤屏蔽云实验中的金属主机。
2018-03-08 cond-mat.str-el
Global phase diagram of a spin-orbital Kondo impurity model and the suppression of Fermi-liquid scale
朗道费米液体理论描述了许多关联金属材料的低能态,但对于Hund金属,费米液体相干尺度$T_{\text{FL}}$却小得惊人.本文用数值重整化群(NRG)方法研究了Hund金属中最简单的杂质模型--三通道自旋轨道Kondo模型,并计算了它的全局相图。在这个框架中,$T_{\text{FL}}$成为任意小的两个新的量子临界点(QCP),我们确定通过调整自旋或自旋轨道近藤耦合到铁磁制度。我们发现量子相变到一个奇异的费米液体或一个新的非费米液体相。新的非费米液相表现出受挫行为,涉及在自旋和轨道扇区的交替过屏蔽,与通用的幂律的自旋($ω^{-1/5}$),轨道($ω^{1/5}$)和自旋-轨道($ω^1$)动力学可调性。利用共形场论,可以完全理解这些幂律和NRG本征能级谱,这也阐明了非费米液相的性质。
2019-10-31 cond-mat.str-el
Numerical renormalization group calculations for magnetic impurity systems with spin-orbit coupling and crystal-field effects
本文发布PointGroupNRG程序新版本,扩展了NRG方法可用的离散对称群类型,新增自旋-轨道旋转群与离子模型选项,提升了强晶体场效应等复杂磁性杂质系统的计算灵活性与性能。
2024-09-18 cond-mat.str-el
Influence of Rashba spin-orbit coupling on the Kondo effect
在两种不同的实验条件下,利用数值重整化群求解了具有体Rashba自旋轨道相互作用的二维电子气中磁性杂质的Anderson模型.对于固定的费米能级,近藤温度T_K随Rashba耦合α的变化很小,与以前的研究结果一致.相反,如果能带填充较低且保持恒定,则增加α可以驱动系统进入螺旋区,并使T_K指数增强。在这两种情况下,低温T下的热力学性质对T/T_K的依赖性与α= 0时相同。然而,与传统的近藤效应不同的是,该杂质表现出与非零轨道角动量的导电电子的静态自旋相关性。我们还考虑了一个磁场,塞曼分裂的导带,但不是杂质的水平,一个有效的图片,出现在一个建议的路线,以访问螺旋制度在一个驱动系统。发现杂质对系统基态角动量的贡献是塞曼能量与温度标度之比的普适函数,该温度标度不是T_K(如在直接耦合到杂质自旋的磁场中的情况),而是与T_K除以杂质杂化宽度成比例。这种普遍的缩放解释通过微扰处理场诱导的电子态密度的变化。
2016-02-01 cond-mat.str-el
Kondo effect in graphene with Rashba spin-orbit coupling
我们研究了吸附在石墨烯中的磁性杂质在Rashba自旋轨道相互作用下的近藤屏蔽。该系统是一个有效的单通道安德森杂质模型,我们分析使用的数值重整化群。在化学势或自旋-轨道耦合的变化下,主体态密度的非平凡能量依赖性引起了有趣的行为。改变Rashba耦合产生强烈的变化,在近藤温度表征的杂质自旋的多体屏蔽,并在半填充允许接近量子相变分离的强耦合近藤阶段的自由时刻阶段。将化学势调整到接近杂交函数的尖锐特征,会导致热力学量的温度依赖性和杂质光谱函数的频率依赖性的显着特征。
2014-07-10 cond-mat.str-el
Reduction of critical field for magnetic and orbital-ordering phase transition in impurity-substituted Nd$_{0.45}$Sr$_{0.55}$MnO$_3$ crystal
研究了Nd $_{0.45}$ Sr $_{0.55}$ MnO $_3$单晶中Mn位替代效应,该单晶具有3个$d_{x^2-y^2}$型轨道序的$A$型层状反铁磁($A$-AFM)相. Fe或Ga取代Mn位抑制了$A$ -AFM顺序和竞争铁磁(FM)相关性,而Cr取代仅抑制了$A$ -AFM顺序,但通过沿着AFM耦合的$c$ -方向的双交换机制重新激活了潜在的FM相关性。在Nd $_{0.45}$ Sr $_{0.55}$ Mn $_{0.95}$ Cr $_{0.05}$ O $_3$中,通过施加比母体化合物Nd $_{0.45}$ Sr $_{0.55}$ MnO $_3$小得多的$μ_0 H = 12$ T的磁场,具有轨道有序的$A$ -AFM态被改变为轨道无序的三维FM金属态。
2014-02-07 cond-mat.str-el
High-frequency asymptotic behavior of self-energies in quantum impurity models
本文给出了一般量子杂质模型中电子自能高频渐近行为的显式表达式,这对于改善动力学平均场计算的收敛性和电子自能的解析延拓可能是有用的.我们还给出了结果,表示在更多的物理条件下,为两个轨道和三个轨道的旋转不变的Slater Kanamori相互作用,以方便计算过渡金属氧化物。
2011-07-27 cond-mat.str-el
Spin-orbit interactions in a helical Luttinger liquid with a Kondo impurity
研究了Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用对耦合近藤杂质的螺旋Luttinger液体物理的联合作用。Rashba偶联可能在某些参数范围内破坏Kondo单线态形成[Phys.Rev.B86,161103(R)(2012)]。这种影响在这里示出为足够强的Dresselhaus相互作用消失。通过计算电导、电流和电流波动以及热导来研究系统的输运性质。
2013-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Benchmarking a semiclassical impurity solver for dynamical-mean-field theory: self-energies and magnetic transitions of the single-orbital Hubbard model
本文研究了半经典近似在求解关联电子模型的动力学平均场方法中的量子杂质问题中的应用。该方法是基于执行一个精确的数值积分的零松原频率分量的自旋部分的一个连续的Hubbard-Stratonovich字段,随着自旋场相关的最陡下降治疗的电荷部分。我们测试这种方法,将其应用到一个或两个网站近似的单带哈伯德模型与不同的能带结构,并比较结果的量子Monte-Carlo和简化的精确对角化计算。由此产生的电子自能,态密度和磁转变温度显示出合理的协议与量子蒙特卡罗模拟在很宽的参数范围内,这表明半经典方法是有用的,在其他技术太昂贵的情况下,获得一个合理的物理图片。
2005-02-03 cond-mat.str-el
Two-Impurity Kondo Model: Spin-Orbit Interactions and Entanglement
受采用RKKY耦合自旋作为固态量子计算机构建模块的建议的启发,我们分析了2D电子气中的RKKY相互作用如何受到自旋-轨道相互作用的影响。使用添加了Dresselhaus和Rashba自旋-轨道相互作用的双杂质Kondo模型,我们发现RKKY相互作用的自旋-旋转不变性-对于具有良好可控的双量子位门至关重要-在调整Rashba耦合以具有与Dresselhaus耦合相同的强度时恢复。我们还讨论了两杂质Kondo模型在自旋轨道相互作用下的临界性质,并提取了由于这些相互作用而导致的对块纠缠标度的修正.
2011-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The Kondo effect in the presence of the Rashba spin-orbit interaction
我们研究了在Rashba自旋轨道相互作用的存在下与二维电子气杂交的磁性杂质的近藤屏蔽的温度标度。这个问题被映射到一个有效的单带杂质模型与杂交功能具有反平方根发散在底部的频带。我们研究了这种分歧对近藤屏蔽的影响。该问题的数值求解没有进一步的近似使用数值重整化群技术。我们发现,Rashba相互作用导致一个小的变化的近藤温度(增加或减少),这取决于杂质参数的值。
2011-10-20 cond-mat.str-el
Effect of spin-orbit impurity scattering in the superconducting state of t-J model
研究了二维t-J模型中d_{x^2-y^2}波超导态中磁性杂质的作用,将杂质看作经典自旋,研究了杂质的自旋-轨道相互作用和自旋-交换相互作用. Bogoliubov de Gennes方程在从玻色子平均场近似下数值求解T = 0。自旋交换散射在杂质附近诱导出自旋三重态p波SC序参量,而在自旋-轨道相互作用存在下,出现时间反演对称性破缺的SC态和自发电流.当这两种相互作用共存时,就会出现一种携带自发自旋电流的状态。
2000-05-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effect of spin-orbit interaction on a magnetic impurity in the vicinity of a surface
我们提出了一种新的表面感生磁各向异性机制来解释稀磁合金薄膜的近藤电阻率的厚度依赖性。表面各向异性能是由磁性杂质自身的自旋-轨道耦合产生的,它是离表面距离d的振荡函数,衰减为1/d^2。基于简单模型的数值估计表明,这一机制与其他机制不同,会产生所需数量级的影响。
2005-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Impurity effects in multiferroic compounds
我们利用多铁性化合物自旋动力学的运动方程方法研究了多铁性材料中杂质的影响。我们将杂质模型化为一个两能级系统,重点研究杂质自旋缓慢弛豫的区域。当杂质强度较弱时,主自旋振荡不衰减,电极化的强度不受影响。然而,随着杂质强度的增加,主自旋分量得到阻尼,并抑制了自旋极化。由于多铁性材料的极化是由磁有序驱动的,我们得出结论,杂质的存在对多铁性是有害的。
2009-03-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tree tensor-network real-time multiorbital impurity solver: Spin-orbit coupling and correlation functions in Sr$_2$RuO$_4$
我们提出了一个适用于一般多轨道系统的树张量网络杂质求解器。该网络被构造为有效地捕获纠缠结构和对称性的杂质问题。求解器直接在实时/频率轴上工作,并生成具有相关带宽的百分之一量级的能量独立分辨率的谱函数。结合杂质池的优化表示,它有效地解决了自洽的动力学平均场方程和计算各种动态关联函数的系统与非对角格林函数。对于原型相关的洪德金属Sr $_2$ RuO $_4$,我们表明,无论是低能准粒子谱相关的范霍夫奇异性和高能原子多重态激发可以忠实地解决。特别是,我们表明,虽然自旋-轨道耦合的轨道对角单粒子谱函数的影响很小,它有一个更深刻的影响,低能量的自旋和轨道响应函数。
2021-09-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Orbital Kondo effect in fractional quantum Hall systems
本文研究了由整数$ν=1$或分数$ν=1/3$量子霍尔棒边缘之间的两个反点实现的耦合两个手征Luttinger液体的电荷量子比特的输运性质。我们表明,在一个大的电容耦合的限制下的反点,它们的准粒子占有的行为作为一个伪自旋对应于一个轨道的近藤杂质耦合到一个手性Luttinger液体,而反点之间的隧道作为一个杂质磁场。后者倾向于使$ν=1/3$分数霍尔态的近藤不动点不稳定,从而产生有效的边缘间隧穿。我们与边缘间电导的近藤杂质的磁化率和计算分析在各种限制$ν=1$和$ν=1/3$。
2015-02-26 cond-mat.str-el
Multiplet effects in orbital and spin ordering phenomena: A hybridization-expansion quantum impurity solver study
强关联系统中的轨道和自旋有序现象通常采用局域密度近似+动力学平均场论方法来研究。然而,通常情况下,这种模拟仅限于简化模型(密度-密度库仑相互作用,高对称耦合和少带模型)。在这项工作中,我们实现了一个有效的通用杂交扩展连续时间量子蒙特卡罗杂质求解器(Krylov方法),使我们能够在更现实的环境中研究轨道和自旋有序,包括经常被忽略的相互作用(例如,自旋翻转和对跳跃项)、扩大的基组(全D对EG)、低对称性畸变以及达到非常低的温度(实验)范围。我们使用这个求解器来研究有序现象中选择的示例性低对称过渡金属氧化物:LaMnO 3和稀土锰氧化物以及钙钛矿CaVO 3和YTiO 3。我们发现自旋翻转和对跳跃项不影响稀土锰氧化物中的Kugel-Khomskii轨道级熔化转变,也不影响晶体场和库仑排斥驱动的轨道涨落的抑制。对于莫特绝缘体YTiO 3,我们发现一个铁磁转变温度为50 K,在非常好的协议与实验。对于LaMnO_3,我们证明了通常用于研究锰氧化物的经典t_2g自旋近似确实产生了一个与全d ~ 5轨道哈伯德模型非常一致的被占据的eg轨道,而由全d模型计算的自旋-自旋e_g- t_{2g}关联函数为0.74,非常接近于对eg和t_2g自旋的期望值; EG谱函数矩阵也被很好地再现。最后,我们表明,t2 g屏蔽减少了约10%的eg-eg库仑排斥
2013-02-20 cond-mat.str-el
Magnetic impurities in Mott-Hubbard antiferromagnets
一个形式主义的发展,以处理磁杂质在一个Mott-Hubbard反铁磁绝缘体内的一个表示,涉及每个网站的多个轨道。当杂质位置上的轨道数N'与宿主位置上的轨道数N不同时,杂质对磁振子的散射较强。杂质散射引起的磁振子模的软化导致磁振子的热激发增强,从而降低层状或三维系统中的Neel温度。在N ′ = N的情况下,得到了磁振子的弱杂质散射,其中杂质用修正的跳跃强度表示,并得到了与动量无关的磁振子能量的乘法重整化.当杂质-宿主耦合较强时,得到了分裂的磁振子模,并讨论了对双磁振子拉曼散射的影响。反铁磁体和超导体之间的映射被用来对比杂质诱导态的形成。
1998-02-04 cond-mat.str-el
Rashba induced Kondo screening of a magnetic impurity in two-dimensional superconductor
研究了具有Rashba自旋轨道耦合(SOC)的二维超导体中磁性杂质的近藤屏蔽。发现Rashba相互作用产生了一个新的Kondo屏蔽通道,在该通道中,局域磁矩通过与不同自旋和轨道态的传导电子的交换耦合而被屏蔽.与此过程相关的近藤温度由Rashba SOC和超导能隙之间的相互作用决定。结果表明,在这种体系中,磁偶极子和近藤单重态基态之间的量子相变受Rashba SOC增加的显著影响.这一结果揭示了Rashba SOC的指导作用,并提供了一个新的筛选渠道的近藤效应,这有望在未来的实验中观察到。
2018-03-12 cond-mat.str-el
Anisotropic Kondo screening induced by spin-orbit coupling in quantum wires
利用数值重整化群(NRG)方法研究了外磁场中磁杂质与具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合(SOC)的量子线的耦合.我们认为低填充制度的费米能量接近底部的带和报告的结果,在近藤制度的局部静态和动态特性。在没有场的情况下,尽管导带的SOC诱导的磁各向异性,但局部杂质性质在自旋空间中保持各向同性。在该领域的存在下,明确的指纹的各向异性揭示通过强场方向依赖的杂质自旋极化和光谱,特别是近藤峰高。详细的行为取决于杂质和能带$g$因子的相对大小。对于杂质$g$ -因子略低于能带$g$ -因子的情况下,最大的近藤峰抑制被发现为沿有效SOC场轴取向的场,而对于垂直于该方向的场,我们观察到补偿效应("近藤峰的复兴“):SOC抵消了局部塞曼场的近藤峰分裂效应。我们证明,SOC引起的各向异性,可测量的隧道光谱技术,可以帮助确定Rashba和Dresselhaus SOC强度的比率在电线。
2020-07-12 cond-mat.str-el
Electronic structure of cyanocobalamin: DFT+QMC study
在过渡金属杂质的多轨道单杂质Haldane-Anderson模型框架下,研究了氰钴胺($C_{63}H_{88}CoN_{14}O_{14}P$)的电子结构和磁关联.在这里,我们首先确定安德森哈密顿量的参数进行密度泛函理论(DFT)计算。然后,我们利用量子蒙特卡罗(QMC)方法得到了该模型的电子结构和磁关联函数。我们发现,新的电子态,这对应于杂质的束缚态,形成以上的主机半导体的最低未占用的水平。这些新的状态来自钴位点和分子其余部分的原子轨道。我们观察到磁矩在Co($3d_ν$)轨道和周围的网站。我们还观察到Co($3d_ν$)轨道与周围原子之间存在反铁磁关联。这些反铁磁关联依赖于杂质束缚态的填充。
2016-05-30 cond-mat.str-el
Spin-orbit and impurity scattering in an integrable electron model: Exact results for dynamic correlations
本文介绍了一个自旋极化相互作用电子在自旋守恒自旋轨道相互作用下的可积模型。利用Bethe Answer和共形场论计算了大时间单电子关联和密度关联,发现自旋轨道相互作用增强了单电子格林函数,而密度关联却被抑制了。添加一个本地化的杂质,并将其耦合到电子,使可积性被保存,动态关联被发现后,量子猝灭与杂质的相互作用突然打开显着变化。当电子被限制在一个周期性的结构中时,相关性与杂质的位置无关,只带有其固有性质的印记。我们推测,这种不寻常的功能源于可积性的模型。
2014-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el nlin.SI
Kondo Spin Screening Cloud in Two-dimensional Electron Gas with Spin-orbit Couplings
用变分波函数方法研究了具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的半导体量子阱中自旋为1/2的Anderson杂质。局部磁矩被发现在低温下淬灭。杂质和导电电子密度的自旋-自旋关联在空间和自旋空间均表现出各向异性,这一结果内插了传统金属和三维拓扑绝缘体表面的近藤自旋屏蔽.
2011-02-15 cond-mat.str-el
Orbital fluctuation theory in iron-based superconductors: s-wave superconductivity, structure transition, and impurity-induced nematic order
铁基超导体的主要特征是(i)正交相转变伴随着剪切模量的显著软化,(ii)接近正交相的高Tc超导性,以及(iii)在四方相的超导转变。本文从轨道涨落理论出发,考虑e-ph相互作用和库仑相互作用,给出了它们的统一解释。发现小的e-ph耦合常数($λ~ 0.2$)足以产生大的轨道(=电荷四极$O_{xz/yz}$)涨落,从而产生无符号反转的s波超导($s_{++}$波态)。由于两个动量相反的轨道形成束缚态,导出的轨道涨落也导致了结构转变的不稳定性,这被称为“双轨道过程”。此外,当轨道涨落较强时,得到了具有$C_2$对称性的杂质诱导非定域轨道序。这种“杂质诱导的双晶态”解释了去孪晶样品中电阻率的面内各向异性。我们强调,只有当相对于$O_{xz}$和$O_{yz}$电荷四极子的轨道涨落最发散时,(i)-(iii)才是可再现的。这一事实保证了本模型哈密顿量和计算的可靠性。
2012-03-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin-orbit coupling and Kondo resonance in Co adatom on Cu(100) surface: DFT+ED study
采用密度泛函理论和精确对角化方法,对Cu(001)表面上吸附的Co原子进行了多轨道Anderson杂质模型计算.当考虑自旋-轨道耦合时,对占据$n_d \approx$ 8的Co原子$d$ -壳层,发现了单重多体基态和近藤共振.微分电导的评价与扫描隧道显微镜测量的一个很好的协议。结果表明,自旋-轨道耦合在低维多轨道杂质近藤单态形成中起着重要作用。
2022-10-02 cond-mat.str-el
Kondo effect in the presence of spin-orbit coupling
研究了非中心对称金属中自旋为1/2的杂质在自旋轨道相互作用下的T=0近藤物理。在一个简单的变分方法,我们计算基态性质的系统为{ \it任意}形式的自旋-轨道耦合与晶体对称性一致。这种耦合产生了未屏蔽的杂质磁矩,并可导致近藤能量的显著变化。我们讨论了这一发现的影响稀释杂质和重费米子材料没有反转对称性。
2012-02-22 cond-mat.str-el
Emergent non-Fermi-liquid phenomena in multipolar quantum impurity systems
新的自旋-轨道纠缠量子基态的发现为通过与晶格的独特耦合和其他外部微扰实现可控量子材料铺平了重要途径。本论文以最近在具有多极局域矩的立方重费米子材料上的实验为背景,从理论上研究了多极量子杂质系统中强相互作用的自旋轨道纠缠量子基态。在这里,巡回电子相互作用的本地携带四极和八极矩,在传统的近藤问题与偶极本地矩。利用微扰重整化群方法,我们发现了一系列非费米液体基态,它们的特征是不存在定义明确的准粒子和奇异的幂律行为.我们发现,这里发现的非费米液体状态是在传统的多通道近藤问题的非费米液体状态的已知类别之外。这项工作奠定了一个新的基础,在许多强自旋轨道耦合量子材料中的非费米液相的识别。
2020-03-10 cond-mat.str-el
Spin-orbit quantum impurity and quantization in a topological magnet
单原子杂质诱导的量子态是物理学和材料科学的前沿课题。虽然这种状态已经在高温超导体和稀磁半导体中报道过,但它们在具有自旋轨道可调谐性的拓扑磁体中尚未探索。在这里,我们使用自旋极化扫描隧道显微镜/光谱(STM/S)研究工程量子杂质的拓扑磁体Co 3Sn 2S 2。我们发现,每个取代的In杂质引入一个引人注目的局域束缚态。我们系统的磁化极化探针显示,这种束缚态是自旋向下极化的,与负轨道磁化锁定。此外,相邻杂质的磁束缚态相互作用形成量子化轨道,表现出有趣的自旋轨道分裂,类似于拓扑费米子线的分裂。我们的工作在量子水平上证明了单原子杂质的强自旋-轨道效应,表明双原子杂质可以在拓扑磁体中引入自旋-轨道耦合磁共振。
2020-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-orbit quantum impurity in a topological kagome magnet
单原子杂质诱导的量子态是当前材料科学和信息科学的前沿课题。自旋轨道耦合关联kagome磁体是近年来出现的一类新型拓扑量子材料,尽管单原子杂质的影响还没有得到研究。在这里,我们使用国家的最先进的扫描隧道显微镜/光谱(STM/S)研究原子铟杂质的拓扑kagome磁铁Co 3Sn 2S 2,这是设计来支持自旋轨道量子态。我们发现每个杂质都有一个强定域束缚态。我们的系统磁化极化隧道探测揭示了它的自旋向下极化的性质与一个不寻常的时刻-5uB,指示额外的轨道磁化。当两个杂质之间的距离逐渐缩小时,它们各自的束缚态相互作用并形成量子化的分子轨道态。三个相邻杂质的分子轨道由于几何、磁性和自旋轨道耦合的结合而进一步表现出有趣的分裂,类似于拓扑外尔费米子线的分裂12,19。我们的工作证明了单个原子杂质的磁性和自旋轨道耦合之间的量子级相互作用,这为拓扑kagome磁体中的涌现杂质行为以及自旋轨道量子杂质在信息科学中的潜力提供了见解。
2020-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dispersion relation and spectral function of an impurity in a one-dimensional quantum liquid
本文考虑零温下一般一维量子流体中杂质粒子的运动。当动量接近$\pmπ\hbar n, \pm 3π\hbar n, ...$时,杂质的色散关系$Ω(P)$受到与流体的相互作用的强烈影响,其中$n$是密度。这种行为是由奇异的$\pm 2π\hbar n$散射过程引起的,并且可以通过类比近藤效应来理解,无论是在强耦合还是弱耦合下,都有可能发生量子相变,其中$Ω'(\pm πn)$随着耦合的增加而跳到零。杂质谱函数中的低能奇异性也可以在同样的基础上理解。
2009-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-Orbit-Induced Magnetic Anisotropy for Impurities in Metallic Samples I. Surface Anisotropy
最近的近藤电阻率的测量在薄膜和电线,其中的近藤振幅被抑制较薄的样品的动机,磁性杂质的表面各向异性进行了研究。这种各向异性是在除了与杂质的交换相互作用之外,弹道区域中杂质周围的传导电子还存在强的自旋-轨道相互作用的情况下发展的。磁性杂质附近的不对称性表现出各向异性轴$n$,在平面的情况下,该各向异性轴垂直于该表面。自旋$S$的各向异性能为$ΔE=K_d (nS)^2$,各向异性常数$K_d$与从表面测量的距离$d$和$K_d>0$成反比。因此,在低温下,自旋被冻结在最低能量的单线态或双线态。各向异性对电阻率影响是下面论文(第二部分)的主题。
1997-07-29 cond-mat.str-el
Resonance states near a quantum magnetic impurity in single-layer FeSe superconductors with $d$-wave symmetry
在这项工作中,我们研究了单层FeSe超导体中磁性杂质附近的局域态密度。参考文献[{\emph{Phys. Rev. Lett.} \textbf{119},267001(2017)}]中提出的具有自旋-轨道耦合的双轨道模型用于描述FeSe超导体。在强耦合区,LDOS谱函数中出现两个杂质共振峰,其共振能量相反。在强自旋轨道耦合下,该模型中的超导带隙是$d$波对称的,两个共振能量处的LDOS空间分布是四重对称的,表现出典型的$d$波配对特征.当自旋-轨道耦合不足以关闭超导能隙时,我们发现其中一个共振能处的LDOS空间分布表现出$s$波对称性,而配对势保持$d$波对称性.这一结果与以前的实验研究是一致的。
2018-04-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The Kondo Box: A Magnetic Impurity in an Ultrasmall Metallic Grain
我们研究了嵌入在超小金属颗粒中的单个磁性杂质所产生的近藤效应,称之为“近藤盒”。我们发现,近藤共振强烈的影响时,在晶粒中的平均能级间距变得大于近藤温度,在某种程度上,这取决于粒子上的电子数的奇偶校验。我们发现,通过这样的晶粒的单电子隧穿电导的功能近藤诱导的Fano型共振的可测量的大小,与温度和能级间距的异常依赖。
1998-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Full counting statistics for orbital-degenerate impurity Anderson model with Hund's rule exchange coupling
利用重正化微扰理论研究了低能费米液体区域中含铁磁Hund规则耦合$J$的量子点中的非平衡电流涨落。在粒子-空穴对称的情况下,所得到的电流分布的累积量,表明自旋三重态和自旋单重态准粒子对形成在电流中由于洪德规则耦合,这些对增强电流的波动。在完全屏蔽的高自旋近藤极限中,Fano因子取由轨道简并度$M$确定的值$F_b = (9M+6)/ (5M+4)$。我们还研究了交叉之间的小和大的$J$限制在两个轨道的情况下M=2,使用数值重整化群的方法。
2012-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-Orbital Order Modified by Orbital Dilution in Transition Metal Oxides: From Spin Defects to Frustrated Spins Polarizing Host Orbitals
我们研究了在实现轨道稀释的$3d^2$或$4d^4$位置上掺杂$3d^3$的情况下,$3d$在$4d$过渡金属氧化物中的取代。我们推导出有效的$3d-4d$(或$3d-3d$)的超交换在莫特绝缘体具有不同的离子价,强调新兴的结构之间的杂质和主机站点的自旋轨道耦合,并证明它是定性不同的主机本身所遇到的。这种推导表明,主机和杂质之间的相互作用取决于在一个关键的方式上的类型的双占据$t_{2g}$轨道。人们发现,在某些情况下,由于在$3d$杂质处的轨道自由度的淬灭,主体内的自旋和轨道顺序通过掺杂而被显著地修改。当主体-杂质耦合较弱时,杂质作为自旋-轨道结构中伴随轨道空位的自旋缺陷,或者它有利于沿着$3d-4d$键的双占据活性轨道(轨道极化子),导致反铁磁或铁磁自旋耦合。不同磁耦合之间的这种竞争导致完全不同的基态。我们发现,磁挫折和自旋简并可以解除量子轨道翻转的主机,但他们是强大的在特殊区域的无公度相图。自旋-轨道耦合可以导致沿对称方向的各向异性自旋和轨道图案,并导致自旋-轨道超交换所施加的顺序的根本修改。我们的研究结果预计将是重要的,为未来的理论理解的实验结果掺杂$4d$过渡金属氧化物掺杂$3d^3$离子。我们建议如何局部或全局的自旋轨道顺序的变化引起的杂质可以通过实验检测。
2015-01-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic impurity resonance states and symmetry of the superconducting order parameter in iron-based superconductors
研究了铁基超导体中磁性杂质对局域准粒子态密度的影响。采用3个$d$电子和空穴导带与杂质自旋的定域$f$轨道杂化的双轨道模型,研究了超导能隙的各种对称性及其结结构对准粒子激发和杂质束缚态的影响.我们表明,束缚态的行为定性不同的每一种对称性。最重要的是,我们发现,杂质诱导的束缚态可以用来识别节点结构的扩展的s波对称性($S^{\pm}$),积极讨论在铁磷族化合物。
2009-12-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Designing Quantum Spin-Orbital Liquids in Artificial Mott Insulators
量子自旋轨道液体是一种难以捉摸的强关联态物质,它是由自旋和轨道自由度之间的量子挫折产生的。一个很有希望的观测这些状态的方法是创造人工莫特绝缘体,在那里可以设计自旋和轨道之间的反铁磁关联。我们表明,库仑杂质晶格的表面上的带隙的蜂窝衬底,如石墨烯在SiC上,可以用来模拟SU(4)对称的自旋轨道晶格模型。我们利用的性质,大量狄拉克费米子形成中隙束缚态的自旋和谷简并附近的库仑杂质。由于电子排斥,杂质晶格的反铁磁关联由SU(4)对称性的超交换相互作用驱动,该超交换相互作用来自四分之一填充时的束缚态简并。我们提出量子自旋轨道液体可以在人工设计的固态系统中进行工程设计,其温度远远高于冷原子光晶格中所能达到的温度。我们讨论了各种几何形状的库仑杂质晶格中的候选量子自旋液体的实验装置和可能的方案。
2016-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Uncovering Non-Fermi-Liquid Behavior in Hund Metals: Conformal Field Theory Analysis of an SU(2)$\times$SU(3) Spin-Orbital Kondo Model
近几年来,Hund金属由于其非常规的超导性而引起了人们的关注,这种超导性被认为是源于正常态的非费米液体(NFL)性质。当用动力学平均场论研究Hund金属时,人们会得到一个自洽的“Hund杂质问题”,涉及一个具有非零Hund耦合的多轨道量子杂质与金属浴相互作用。如果它的自旋和轨道的自由度在不同的能量尺度,$T_\mathrm{sp} < T_\mathrm{orb}$筛选,中间的能量窗口是由一个新的NFL固定点,其性质尚未澄清。我们解决这个问题,通过提供一个典型的例子Hund杂质问题,涉及两个自旋和三个轨道自由度的分析解决方案。为此,我们将能够利用非阿贝尔对称性的数值重整化群的最新实现与阿弗莱克和路德维希的多通道近藤模型的共形场论(CFT)方法的推广相结合。我们详细地描述了近藤模型中Hund金属的NFL不动点,其中杂质形成了SU(2)$\times$ SU(3)自旋轨道多重态,调谐使得NFL能量窗口非常宽。杂质的自旋和轨道磁化率,然后表现出惊人的幂律行为,我们解释使用CFT参数。我们发现CFT预测和数值重整化群结果之间非常吻合。我们的主要物理结论是,自旋轨道分离的制度,其中轨道自由度已被屏蔽,但自旋自由度没有,功能异常强大的本地自旋起伏:杂质的磁化率增加$χ_\mathrm{sp}^\mathrm{imp} \sim ω^{-γ}$,与$γ> 1$。
2020-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tuning Crystal Field Potential by Orbital Dilution in $d^4$ Oxides
我们研究了强关联莫特绝缘体中由于轨道稀释引起的库仑驱动轨道有序和八面体畸变之间的相互作用,没有轨道自由度的金属离子掺杂。特别是,我们专注于层状过渡金属氧化物和研究有效的自旋轨道交换由于$d^3$取代在$d^4$网站。在八面体旋转的存在下,杂质和主体之间的$d^3-d^4$自旋-轨道耦合的结构有利于指向杂质和杂质-主体平面之外的不同类型的轨道极化。这产生了一个有效的晶格势,通常与平面八面体相关联的竞争,反过来,可以驱动晶体场相互作用的反转。
2019-12-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Impurity-induced bound states in superconductors with spin-orbit coupling
研究了强自旋轨道耦合对超导体中杂质诱导的束缚态的影响。自旋-轨道耦合的存在打破了$\mathbb{SU}(2)$ -自旋对称性,并导致超导序参量一般具有单重态(s波)和三重态(p波)分量。我们发现,在SOC存在下,s波和p波超导体中的Yu-Shiba-Rusinov(YSR)态的谱是不同的,这一事实可以用来鉴别宿主系统的超导配对对称性。我们还预测,在SOC的存在下,杂质诱导的束缚态的光谱依赖于杂质的磁矩$\bf{S}$的取向,特别是,通过改变取向的$\bf{S}$的费米宇称的最低能量的束缚态可以被调谐。然后,我们研究了磁性杂质二聚体的情况,并表明在这种情况下,p波超导体的YSR谱与s波超导体的YSR谱在性质上非常不同。我们的预言可以用来区分序参量的对称性,并对基于超导体表面磁性原子链的Majorana方案有一定的意义具有很强的自旋轨道耦合。
2015-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Local Time-Reversal Symmetry Breaking in d_(x2-y2) Superconductors
我们证明了自旋单态d_{x2-y2}超导体中的孤立杂质产生了具有局部破缺时间反演对称性的d_{xy}序参量。这种效应的起源是由杂质的自旋-轨道散射引起的d_{x2-y2}和d_{xy}序参量之间的耦合。局部破缺时间反演对称性的特征是在杂质附近感应出轨道电荷电流,其在杂质附近产生局部磁场。本文提出了杂质感生d_{xy}分量的微观理论,讨论了它的空间结构以及在定域杂质自旋附近的感应电流和局域磁场的模式。
1999-07-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin and orbital effects of Cooper pairs coupled to a single magnetic impurity
近藤效应强烈依赖于非常规超导体的自旋和轨道自由度。我们着重研究了$p_x + i p_y$波和$d_{x^2 - y^2} + i d_{xy}$波超导体中的近藤效应,比较了自旋三重态和自旋单重态库珀对的磁性。当两个成对的电子都直接耦合到一个局部自旋时,就会出现这种差异。对于$p_x + i p_y$ -波,基态总是一个自旋二重态,对于$S_{\rm imp} = 1/2$局域自旋,它总是一个自旋单线态,对于$S_{\rm imp} = 1$ .后者是由于三重态库珀对的单轴自旋各向异性。对于$d_{x^2 - y^2} + i d_{xy}$波,基态的交换发生,这类似于s波超导体中的近藤效应和超导能隙之间的竞争。因此,库珀对的内部自由度给近藤效应带来变化。
2001-12-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Transport in a class of exactly solvable models of interacting fermions
研究了一类一维费米子相互作用模型的输运问题。我们将这些模型与Aharanov-Bohm环中的非相互作用费米子模型进行对比,它们在表面上是相似的。我们引入磁性和非磁性杂质在一个网站,通过一个弱的$δ$功能潜力或通过一个弱链接。使用重整化群分析,我们表明,的强度的杂质是不受影响的相互作用,而磁性杂质切割线的杂质网站。
1999-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el