Coexistence of antiferromagnetism and topological superconductivity on the honeycomb lattice Hubbard model
受蜂窝晶格上掺杂$t$模型的数值模拟的启发,我们研究了蜂窝晶格哈伯德模型上单重态和三重态对的超导电性。结果表明,半填充附近的反铁磁序诱导了自旋单重态和自旋三重态共存的超导态。我们得到的超导态具有一个拓扑相变,它将一个拓扑平凡态和一个陈数为2的非平凡态分开。这种拓扑超导电性的可能的实验实现进行了讨论。
2020-12-24 cond-mat.str-el
The intermediate and spin-liquid phase of the half-filled honeycomb Hubbard model
我们用密度矩阵嵌入理论得到了半填充蜂窝哈伯德模型的相图,以解决最近关于中间耦合的争论。我们使用的集群从2-12网站和晶格在热力学极限。我们确定了一个顺磁绝缘状态,可能的六角簇顺序,在中间耦合的反铁磁相竞争。然而,它的稳定性是强烈的集群和晶格大小的依赖,解释在早期的工作中的争议。我们的研究结果支持作为一个亚稳态,而不是一个真正的,中间相,在热力学极限的顺磁性绝缘体。
2014-02-23 cond-mat.str-el
Phase diagram of the Hubbard model on honeycomb lattice
本文推广了从粒子技术,研究了蜂窝晶格上可能含有电荷涨落的哈伯德模型的相图。对于大的$U$,我们有反铁磁有序相。当我们将$U$减小到低于$U_{c2}\simeq 3t$时,系统经历一阶相变,进入带隙自旋旋转不变相位。在半经典近似的从粒子方法下,我们发现这种相位打破了平移对称性、宇称和晶格旋转对称性。然而,在半经典近似之外,不破坏任何晶格对称性的$Z_2$自旋液体也是可能的。
2010-10-27 cond-mat.str-el
Majorana-Hubbard model on the honeycomb lattice
结合场论、重整化群和平均场参数以及精确的数值对角化方法,研究了蜂窝晶格上Majorana费米子的哈伯德模型的相图.与以前研究的模型不同,我们发现即使是弱相互作用也会破坏对称性,并导致有趣的拓扑相。我们建立了两个弱耦合的拓扑非平凡相,一个带手征边缘模的带隙相,另一个带反手征边缘模的无隙相。在强耦合下,到一个新的受挫自旋${1\over 2}$模型的映射表明一个高度纠缠的自旋液体基态。
2018-09-16 cond-mat.str-el
Superconductivity in lightly doped Hubbard model on honeycomb lattice
Stanford Institute for Materials and Energy Sciences, SLAC National Accelerator Laboratory and Stanford University(斯坦福材料能源科学研究所、SLAC国家加速器实验室和斯坦福大学);Department of Physics and Astronomy, California State University, Northridge(加州州立大学北岭分校物理与天文学系)
我们对三腿和四腿长圆柱上的蜂窝晶格轻掺杂哈伯德模型进行了大规模密度矩阵重整化群研究。我们发现,系统的基态的轻掺杂是一致的,与共存的准长程超导和电荷密度波序的超导态。超导和电荷密度波的关联在长距离下都以幂律衰减,并具有相应的指数$K_{sc}<2$和$K_c<2$。相反,自旋-自旋关联和单粒子关联则呈指数衰减,尽管关联长度相对较长。
2023-03-22 cond-mat.str-el
Gauge theory of the Hubbard model on honeycomb lattice and its instanton effect
本文研究了蜂窝晶格上哈伯德模型中可能存在的自旋无序相。利用包含电荷涨落的从粒子理论,我们发现在一系列的在位排斥$U$的平均场自旋无序相。自旋无序态由耦合到紧U(1)规范场的带隙费米子描述。本文研究了U(1)规范理论由于瞬子扩散引起的禁闭/解除禁闭问题。我们计算所有允许的瞬子项并计算它们的量子数。结果表明,平均场自旋无序相是不稳定的。瞬子增殖导致平移对称破缺。
2011-01-09 cond-mat.str-el
Absence of Spin Liquid in the Hubbard model on the Honeycomb Lattice
采用变分团簇近似方法研究了蜂窝晶格上半填充哈伯德模型中自旋液相的可能出现。我们发现磁性转变的临界相互作用强度略低于非磁性金属-绝缘体转变的临界相互作用强度。因此,随着相互作用强度的增加,半金属状态变成磁性绝缘体,并且不发生非磁性绝缘状态。因此,在该系统中没有实现以没有长程序的绝缘状态为特征的自旋液体状态。
2015-05-27 cond-mat.str-el
Electrically controllable magnetic order in the bilayer Hubbard model on honeycomb lattice --- a determinant quantum Monte Carlo study
层状反铁磁自旋密度波(LAF)态是电荷中性Bernal堆叠双层石墨烯的一种可能的基态。本文用量子行列式蒙特卡罗方法研究了电场对蜂窝晶格上双层哈伯德模型中磁序的影响。我们的结果定性地支持了平均场论中的LAF基态。然而,得到的磁矩比平均场论中估计的要小得多。随着电场的增加,磁序参量迅速减小。
2014-05-06 cond-mat.str-el
Exact Diagonalization Study of 2D Hubbard Model on Honeycomb Lattice: Semi-metal-Insulator Transition
本文用二维哈伯德模型和精确对角化动力学平均场论理论研究了蜂窝晶格中的零温相变。在低能量下,色散关系是动量的线性函数。在弱相互作用的限制下,体系处于半金属相。通过增加现场相互作用的半金属到绝缘体的过渡发生在顺磁相。双占有率的计算表明这种相变是二级的。相应的相变点和临界现场相互作用的确定使用重整化费米速度因子。
2014-09-29 cond-mat.str-el
Suppression of topological Mott-Hubbard phases by multiple charge orders in the honeycomb extended Hubbard model
研究了蜂窝扩展哈伯德模型中电荷密度波态与库仑相互作用驱动的拓扑莫特绝缘体体态之间的竞争.对于具有在位($U$)和次近邻($V_2$)库仑相互作用的自旋模型,利用变分蒙特卡罗模拟和Hartree-Fock近似,我们发现了两个特殊的六亚晶格电荷密度波绝缘态.我们观察到,传统的有序状态总是赢相对于TMI。基态在大- $V_2$区域中由CDW给出,其特征在于对于较小(较大)$U$为220200(001122)电荷构型,其中0、1和2表示基本上空的、单占据的和双占据的位点。在001122型CDW相,我们发现一个新兴的耦合二聚体反铁磁体驱动的一个有效的正方形晶格上的单占据网站的磁性转变。可能实现的发现国家进行了讨论。
2018-04-04 cond-mat.str-el
Antiferromagnetism of the Hubbard Model on a Layered Honeycomb Lattice - Is MgB$_2$ a Nearly-Antiferromagnetic Metal? -
作为$_2$的B2 pz带模型,研究了蜂窝晶格上的半填充哈伯德模型,并通过Monte Carlo计算和无规相位近似方法研究了在基态存在反铁磁性的可能性.在单层蜂窝晶格上,由于费米能级处态密度的损失,在排斥能$U_c/t \simeq 3.6$的有限值处发生顺磁到AF相变。然而,在层状蜂窝晶格上,层间跳跃项创造了费米面的完美嵌套,并以$U_c=0$引导AF。从这些事实,我们讨论了MgB $_2$可能是一个近AF金属,其中的AF的2 pz带被破坏的载流子掺杂。
2001-04-16 cond-mat.str-el
Spontaneous quantum Hall effect in quarter-doped Hubbard model on honeycomb lattice and its possible realization in quarter-doped graphene system
结果表明,由于Fermi面的嵌套性质,在无限小的电子关联强度下,蜂窝晶格上四分之一掺杂的哈伯德模型对于非零自旋手征的磁绝缘态的形成是不稳定的.绝缘状态被发现是拓扑非平凡的,并具有$σ_{xy}=\frac{e^{2}}{h}$的量子化霍尔电导。我们发现,费米面嵌套是强大的次近邻跳跃积分的任意值。因此,四分之一掺杂的石墨烯系统将实现这种奇特的基态是非常可能的。我们还证明了蜂窝晶格上四分之一掺杂的哈伯德模型与三角晶格上3/4填充的哈伯德模型在弱耦合极限下是完全等价的,两者之间也存在类似的效应。
2011-10-17 cond-mat.str-el
Quantum magnetism of topologically-designed graphene nanoribbons
基于哈伯德模型,采用精确的数值模拟方法研究了拓扑设计的石墨烯纳米带的量子磁性。我们首先利用密度矩阵重整化群(DMRG)和行列式量子蒙特卡罗(DQMC)方法研究了描述低能拓扑带的双带哈伯德模型。结果表明,自旋关联随距离迅速衰减,当存在自旋破缺项时,局域矩外推到零。结果表明,两带Hubbard链是对称的,这与平均场计算预测的磁转变的临界相互作用相反。然后,我们包括哈伯德相互作用的拓扑设计的GNRs。对于大的相互作用,自旋关联对所有距离保持有限,并且磁序发展。对于弱相互作用,局部矩外推到几乎为零,并从临界相互作用开始迅速增加。估计的临界值比石墨烯中的实际值大得多,并且我们得出实验相关的GNR为100,这与实验结果一致。
2020-06-02 cond-mat.str-el
Onset of charge incompressibility and Mott gaps in the Honeycomb-Lattice SU(4) Hubbard Model: Lessons for Twisted Bilayer Graphene systems
本文采用有限温度强耦合展开方法计算了蜂窝格点SU(4)哈伯德模型的热力学性质。我们目前的各种性质,包括化学势,压缩性,熵和比热作为温度和密度的函数在几个$U/t$值的数值结果。我们研究的发病电荷不可压缩性和莫特间隙的温度降低在整数密度。在不可压缩Mott区域,将其转化为SU(4)对称性下广义自旋模型的高温展开式,并利用高温展开式研究了t/U中强耦合展开式的收敛性.我们讨论的经验教训,可以从一个简单的哈伯德模型关于扭曲双层石墨烯(TBG)和其他魔角平带系统的高温性能。
2022-03-27 cond-mat.str-el
Kekulé valence bond order in an extended Hubbard model on the honeycomb lattice, with possible applications to twisted bilayer graphene
利用大规模量子蒙特卡罗模拟,我们精确地求解了费米子在具有团簇电荷相互作用的蜂窝晶格上跳跃的模型,该模型已被提出作为一个有效的模型,可能应用于半填充附近的扭曲双层石墨烯。我们发现了一个相互作用驱动的半金属到绝缘体的过渡到绝缘相组成的价键固体与凯库勒模式。有限尺寸标度表明,半金属-Kekulé价键固相的相变是连续的,属于手性XY普适类.
2018-09-14 cond-mat.str-el
Quantum phase transitions in the honeycomb-lattice Hubbard model
在变分集团近似下研究了蜂窝晶格上哈伯德模型的量子相变。顺磁到反铁磁相变的临界相互作用被发现是在最近的大规模量子蒙特卡罗模拟显着的协议。计算得到的交错磁化强度随$U$的增加而不断增加,因此发现相变为二级相变。我们还发现,半金属-绝缘体转变发生在无限小的相互作用下,因此在很宽的相互作用范围内出现顺磁绝缘态。在计算的单粒子激发谱和短程自旋关联函数中发现了电子从巡游到局域化的交叉行为,表明顺磁绝缘相的有效自旋模型远不是具有最近邻交换相互作用的简单海森堡模型.
2012-09-06 cond-mat.str-el
Spin-Orbital Density Wave and a Mott Insulator in a Two-Orbital Hubbard Model on a Honeycomb Lattice
受扭曲双层石墨烯(TBG)中相关绝缘态发现的启发,我们研究了蜂窝晶格上双电子双轨道哈伯德模型.基于实空间密度矩阵重整化群(DMRG)模拟,我们发现了$U_c/t=2.5\sim3$周围的金属-绝缘体转变。在$U_c$附近,我们发现在公度波矢处有很强的自旋/轨道密度波起伏,伴随着较弱的非公度电荷密度波(CDW)起伏。自旋/轨道密度波动随系统尺寸的增加而增强,表明在二维极限下可能出现长程序。在更大的$U$,我们的计算表明,可能的自旋莫特绝缘体阶段没有自旋或轨道极化。我们的研究结果为扭曲双层石墨烯和其他多轨道蜂窝材料中的相关电子现象提供了新的见解。
2019-08-25 cond-mat.str-el
Spectral functions of the honeycomb lattice with both the Hubbard and long-range Coulomb Interactions
本文利用量子蒙特卡罗与随机解析延拓研究蜂窝晶格在哈伯德和长程库仑相互作用共同作用下的单粒子谱函数,发现高能特征主要由局域哈伯德相互作用决定,长程库仑仅次领头地增强带宽并降低自旋极化子准粒子权重和寿命。
2023-11-21 cond-mat.str-el
Spin waves and stability of zigzag order in the Hubbard model with spin-dependent hopping terms - Application to the honeycomb lattice compounds ${\rm Na_2 Ir O_3}$ and ${\rm α- Ru Cl_3}$
在含有自旋相关跳跃项的哈伯德模型中研究了蜂窝晶格上锯齿有序态的自旋波。紧急Kitaev,海森堡,Dzyaloshinskiii-Moriya,和非对角自旋相互作用的锯齿状秩序的稳定性的作用进行了研究。虽然DM的相互作用被发现不稳定的锯齿形顺序,二次自旋相关的跳跃项(与结构扭曲)被示出强烈稳定的锯齿形顺序,并占磁晶各向异性,易轴,和自旋波间隙。计算的自旋波色散和能量标度与$\rm α- RuCl_3$和$\rm Na_2 Ir O_3$上的非弹性中子散射测量结果符合得很好。
2018-08-23 cond-mat.str-el
Mott Insulators in a Fully-Frustrated Bose Hubbard Model on the Honeycomb Lattice
利用量子蒙特卡罗模拟研究了量子涨落对全阻挫蜂窝格子玻色哈伯德模型中经典自旋液体态的影响。在模型中,通过在空间上调制每个晶格六边形周围的相互作用的符号来明确地诱导挫折。通过改变经典相互作用和量子跳跃的相对强度,可以诱导超流到Mott绝缘量子相变。在相互作用具有规则的空间调制的情况下,跳跃促进相变到共价断裂的价键固态。当相互作用被强迫没有规则的模式,莫特绝缘相被发现是无特征的和gapped,使其成为一个有趣的候选状态的量子自旋液体产生的哈密顿量只有最近邻相互作用。
2010-12-20 cond-mat.str-el
Antiferromagnetism and Kekulé valence bond order in the honeycomb optical Su-Schrieffer-Heeger-Hubbard model
The University of Tennessee(田纳西大学)
研究通过DQMC模拟揭示了蜂窝晶格中电子-声子耦合对石墨烯相变的影响,发现弱 Hubbard 作用可增强凯克勒价键顺序并稳定其相。
2025-11-26 cond-mat.str-el
Multiband Dual Fermion Approach to Quantum Criticality in the Hubbard Honeycomb Lattice
本文用对偶费米子方法的多带公式研究了量子临界点附近蜂窝晶格上的哈伯德模型。除了动力学平均场的强局部相关性之外,通过梯形图求和,还包括所有长度尺度上的临界波动。磁化率的分析产生的量子相变的临界相互作用强度的估计,从顺磁性半金属的反铁磁绝缘体,在良好的协议,其他数值方法。我们进一步估计的交叉温度重整化经典制度。我们的数据意味着,在大的相互作用强度,哈伯德模型蜂窝晶格上的行为像一个量子非线性西格玛模型,而在非费米液体状态。
2018-03-14 cond-mat.str-el
Search for Stable States in Two-Body Excitations of the Hubbard Model on the Honeycomb Lattice
本文利用从头算量子蒙特卡洛模拟研究蜂窝晶格哈伯德模型中的激子等两体激发,通过测量不同自旋和同位旋通道的关联函数计算两体能量与阈值的关系,以判断是否存在束缚且稳定的态。
2025-02-06 cond-mat.str-el
Weak ferromagnetism and spiral spin structures in honeycomb Hubbard planes
在Hartree-Fock- RPA分析中,我们导出了蜂窝晶格上哈伯德模型弱铁磁相的自旋波谱。假设一个均匀的磁化,极性(光学)和声学分支的自旋波激发确定。二分晶格的几何形状在两个子晶格上的自旋波振幅之间产生依赖于q的相位差。当电子密度n>0.6时,我们还发现在晶格平面内,当波矢Q沿γ-K方向时,均匀弱磁化组态不稳定为弱反铁磁螺旋自旋结构。我们讨论了对角无序对电子束缚态的产生,态密度的增强,以及这些效应与无序诱导铁磁性的可能相关性,如在质子辐照石墨中观察到的。
2006-03-01 cond-mat.str-el
Correlations and Renormalization of the Electron-Phonon Coupling in the Honeycomb Hubbard Ladder and Superconductivity in Polyacene
我们对蜂窝梯上的哈伯德模型进行了广泛的密度矩阵重整化群(DMRG)研究。能带结构(哈伯德U=0)在半填充处呈现出不寻常的二次带接触,这与从能带绝缘体到金属的量子Lifshitz跃迁有关。%SAK作为第三邻居跳变参数的函数。对于每个位置一个电子,非零的$U$驱动系统进入绝缘状态,其中添加的电子之间没有配对结合;这意味着在小掺杂$x\ll 1$的情况下,由排斥性电子-电子相互作用直接驱动的超导性是不可能的。然而,发散的态密度为$x\to 0$,声子频率的大值,和一个不寻常的相关诱导增强的电子-声子耦合意味着轻掺杂的聚并苯,这近似实现这种结构,是高温电子-声子驱动的超导性的良好候选者。
2013-07-31 cond-mat.str-el
The Semimetal-Antiferromagnetic Mott Insulator Quantum Phase Transition of the Hubbard Model on the Honeycomb Lattice
蜂窝晶格上的哈伯德模型经历了从半金属相到Mott绝缘相和从无序相到反铁磁相的量子相变。我们发现,这些转变同时发生,我们计算的临界耦合$U_c=3.835(14)$以及临界指数$ν=1.181(43)$和$β=0.898(37)$,预计将落入$SU(2)$ Gross-Neveu普适性类。为此,我们采用混合蒙特卡罗模拟,外推的单粒子间隙和自旋结构的因素的热力学和连续的时间限制,并进行数据崩溃拟合。我们还确定了相变两侧的单粒子能隙和交错磁化的零温度值。
2021-10-28 cond-mat.str-el
Spin-$0$ Mott insulator to metal to spin-$1$ Mott insulator transition in the single-orbital Hubbard model on the decorated honeycomb lattice
利用旋转不变的从玻色子研究了装饰蜂窝晶格上单轨道哈伯德模型在三分之二填充时强电子关联和三角形内自旋交换的相互作用.我们发现当自旋- $1$莫特绝缘体、金属和自旋- $0$莫特绝缘体之间的自旋交换是反铁磁的时,自旋交换是调谐的.莫特绝缘体产生于有效的三角形内多轨道相互作用,并与孤立三角形的基态电连接。反铁磁自旋交换,如确定的古德诺-Kanamori规则,可以发生在配位聚合物从动力学交换通过配体。我们的特点的磁性在该政权的自旋三重态占主导地位。对于小的$U$,自旋$1$ Slater绝缘体在三角形之间出现反铁磁序。自旋$1$莫特绝缘体中的磁性由蜂窝晶格上的自旋$1$海森堡模型描述,其基态为Néel有序.
2021-08-05 cond-mat.str-el
Effects of correlations on honeycomb lattice in ionic-Hubbard Model
在蜂窝晶格中,通过增加离子势打破了对称性,在光谱中产生了单粒子能隙。采用动力学平均场近似中的迭代微扰理论(IPT),研究了$U$和$Δ$之间的竞争对能隙和重整化费米速度的影响.我们发现,单粒子能隙参数与Hubbard势的竞争使能隙闭合,并恢复到半金属相,然后在莫特绝缘体相中能隙又重新打开。对于固定的$Δ$,通过增加$U$,重整化费米速度$\tilde{v_F}$减小,但是对于固定的$U$,$Δ$的改变对$\tilde{v_F}$没有影响。针对不同数量的$U, ~Δ$计算填充因子的差异。该研究的结果可以涉及带隙石墨烯,例如氢化石墨烯。
2015-01-22 cond-mat.str-el
Charge instabilities and topological phases in the extended Hubbard model on the honeycomb lattice with enlarged unit cell
我们研究了蜂窝晶格中无自旋费米子系统的自发对称性破缺,特别强调了增大的单胞对时间反演对称性破缺相位的作用。我们使用一个紧束缚模型与最近邻跳跃t和Hubbard相互作用V1和V2,并提取作为电子密度和相互作用的函数在平均场变分方法的相图。该分析完成了以前在Phys. Rev. Lett. 107,106402(2011),其中在不存在电荷重叠的情况下,发现具有非平凡拓扑性质的相仅具有最近邻相互作用V1。我们看到,拓扑相位抑制金属电荷密度波动的存在。添加次近邻相互作用V2恢复拓扑非平凡相位。
2012-12-31 cond-mat.str-el
SU(2) gauge theory of the Hubbard model and application to the honeycomb lattice
基于最近对三角晶格Mott-Hubbard系统kappa-(BEDT-TTF)2Cu 2(CN)3的实验研究,我们发展了一种研究哈伯德模型中Mott跃迁附近的量子自旋液体绝缘体的一般形式.这种形式被称为SU(2)从转子表述,是海森堡模型的SU(2)规范理论到哈伯德模型的扩展。此外,我们提出了蜂窝晶格哈伯德模型(在半填充)作为一个候选人的自旋液体基态附近的莫特过渡,这是一个有吸引力的可能性,因为这个模型可以通过量子蒙特卡罗模拟没有符号的问题进行研究。在二分格上的哈伯德模型的赝自旋对称性在我们的分析中起着至关重要的作用,我们主要针对二分格的情况发展我们的形式主义。我们还勾画了一般哈伯德模型的发展。我们发展了一种平均场论并将其应用于蜂窝晶格.在Mott跃迁的绝缘侧,我们发现了一种SU(2)代数自旋液体(ASL),由无隙S = 1/2狄拉克费米子(自旋子)耦合到波动的SU(2)规范场来描述。我们建立了一个描述ASL相、导电半金属相以及它们之间Mott跃迁的低能有效理论。这种物理现象可以在数值模拟中通过同时存在大量的反铁磁和价键固体相关性来检测。我们的分析表明,无论是第三邻居电子跳跃,和/或pseudospin-breaking条款,如最近邻密度相互作用,可能有助于稳定自旋液相。
2007-06-09 cond-mat.str-el
Kane-Mele-Hubbard model on the $π$-flux honeycomb lattice
我们考虑Kane-Mele-哈伯德模型,其中磁$π$通量穿过每个蜂窝状格子。由此产生的模型具有非常丰富的物理性质。在每个自旋扇区中,非相互作用的能带结构由总陈数$C=\pm 2$表征。微调的内在自旋-轨道耦合$λ$导致二次带交叉点与拓扑相变。在这一点上,量子蒙特卡罗模拟揭示了一个磁有序的阶段,延伸到弱耦合。虽然自旋模型在每个边缘有两个Kramers双重态,并且被明确证明是一个$Z_{2}$平凡绝缘体,但螺旋边缘态在单粒子水平上受到平移对称性的保护。利用玻色化的低能哈密顿量,我们预测了一个相关诱导的间隙作为半满带的umklapp散射的结果。对于强相互作用,这一预测证实了量子蒙特卡罗模拟。
2014-08-25 cond-mat.str-el
Defect-induced edge ferromagnetism and fractional spin excitations of the SU(4) $π$-flux Hubbard model on honeycomb lattice
最近,人们提出了一个蜂窝晶格上的SU(4)$π$通量哈伯德模型来研究$α$ -ZrCl $_3$的自旋轨道激发[Phys.~修订版~ Lett. 121.097201~(2017)]。基于这个锯齿形边缘模型,我们证明了边缘缺陷可以诱导边缘平带,导致SU(4)边缘铁磁性。我们发展了一个有效的一维相互作用哈密顿量来研究相应的SU(4)自旋激发。值得注意的是,边缘铁磁体的SU(4)自旋激发表现为覆盖整个能量区域的连续谱,而不是通常的磁振子。通过进一步的纠缠熵分析,我们认为,除了粒子-空穴Stoner激发外,连续谱由消失的磁振子的分数自旋激发组成。此外,在有限宽度的带系统中,消失的磁振子可以在有限尺寸效应形成的带隙中恢复,并且恢复的磁振子的光学分支是拓扑非平凡的.
2022-06-16 cond-mat.str-el
Absence of a Spin Liquid Phase in the Hubbard Model on the Honeycomb Lattice
自旋液体是一种没有常规序参量的物质的新量子态,其中存在有限的电荷间隙,即使能带理论预测金属行为。在二维或更高维空间中寻找稳定的自旋液体是凝聚态物理中最具挑战性和最具争议性的问题之一。最近,据报道,石墨烯的模型,即,蜂窝晶格上的哈伯德模型可以在半金属(SM)和反铁磁绝缘体(AFMI)之间的相图的宽区域中显示自旋液体基态。在这里,通过进行数值精确的量子蒙特卡罗模拟,我们将以前的研究扩展到更大的集群(包含多达2592个网站),并发现,如果有的话,这个自旋液体区域的一个非常弱的证据。相反,我们的计算强烈表明SM和AFMI之间的直接和连续的量子相变。
2012-12-03 cond-mat.str-el
Influence of hopping selfenergy and quasiparticle degradation on the antiferromagnetic ordering in the bilayer honeycomb Hubbard model
在二阶微扰理论和自洽无规相近似下,研究了AB双层蜂窝晶格上的哈伯德模型。我们确定的反铁磁有序趋势的变化,由于实部和虚部的自能在带交叉点。特别是,我们提出了一个估计的阈值U* 以下的磁顺序是危险的分裂的二次带接触点到四个狄拉克点的相互作用引起的层间歪斜跳跃。然而,对于大多数的参数空间,准粒子退化的频率依赖性的次晶格对角自能和狄拉克锥陡峭更重要的抑制AF排序的趋势相当大。我们的结果可能有助于理解在同一模型的重整化群处理中获得的能量标度,并为最近的量子Monte Carlo研究提供了线索。
2017-10-27 cond-mat.str-el
Ground state and finite temperature signatures of quantum phase transitions in the half-filled Hubbard model on a honeycomb lattice
利用量子蒙特卡罗和级数展开技术研究了蜂窝晶格上半填充哈伯德模型的基态和有限温度性质。与正方形晶格不同,对于任何非零的$U$,正方形晶格的磁序存在于T=0处,蜂窝晶格已知在小$U$处具有半金属相,在大$U$处具有反铁磁相。通过研究磁性结构$and compressibility using quantum monte carlo simulations and by calculating the sublattice magnetization, uniform susceptibility, spin-wave and single hole %single-particle dispersion using series expansions around the ordered phase. Our results are consistent with a single continuous transition at $ U_c/t $ in the range 4-5. Finite temperature signatures of this phase transition are seen in the behavior of the specific heat, $ C(T)$, which changes from a two-peaked structure…
2004-06-22 cond-mat.str-el
Chiral spin density wave order on frustrated honeycomb and bilayer triangle lattice Hubbard model at half-filling
利用SU(2)不变从玻色子理论,研究了具有最近邻$t_1$和次最近邻跳跃$t_2$的阻挫蜂窝晶格上的哈伯德模型,它与双层三角晶格同构.我们发现,库仑相互作用$U$诱导反铁磁(AF)手征自旋密度波($χ$ -SDW)在广泛的范围内的$κ=t_2/t_1$,其中两个亚晶格AF顺序在小$κ$和去耦的三个亚晶格120 $^\circ$顺序在大$κ$强烈受挫,导致三个不同的阶段与不同的异常霍尔响应。我们发现从具有反常霍尔效应的$χ$ -SDW半金属到具有量子反常霍尔效应的拓扑手性Chern绝缘体的连续跃迁,然后到具有零总Chern数但具有反常交流霍尔效应的$χ$ -SDW绝缘体的不连续跃迁,$χ$ -SDW可能是强关联和高度阻挫的六方晶格电子的一般相.
2015-05-08 cond-mat.str-el
Antiferromagnetism in the Hubbard model on the honeycomb lattice: a Two-Particle Self-Consistent study
蜂窝晶格上的哈伯德模型的半金属到反铁磁的量子相变已经走到了最前沿,在这个背景下,半金属到自旋液体的转变可以发生在过渡到反铁磁相之前。为了研究半金属到反铁磁体的转变,我们将两粒子自洽(TPSC)方法推广到蜂窝晶格(例如可以在石墨烯中实现的结构)。我们表明,临界相互作用强度发生转变是$U_c/t=3.79\pm 0.01$非常接近的值$U_c/t=3.869 \pm 0.013$报告使用大规模量子蒙特卡罗模拟。这加强了半金属到自旋液体的转变被反铁磁体的转变所取代的结论。由于TPSC满足Mermin-Wagner定理,我们发现温度依赖的结果的反铁磁和铁磁相关长度以及双占用和重整化自旋和电荷相互作用的裸相互作用强度的依赖性。我们还估计的交叉温度的值作为相互作用强度的函数的重整化经典制度。
2015-07-03 cond-mat.str-el
Fermionic Symmetry-Protected Topological Phase in a Two-Dimensional Hubbard Model
本文研究了自旋为1/2的费米子在三角形和蜂窝形晶格上的精确对角化二维哈伯德模型。在一定的参数范围内,哈伯德模型映射到这些晶格上的量子罗盘模型。在三角晶格上,罗盘模型表现出共线条纹反铁磁性,这意味着原始哈伯德模型中的$d$密度波荷序。在蜂窝晶格上,罗盘模型有一个独特的量子无序基态,在晶格反射下发生非平凡的转变。因此,修饰蜂窝晶格上的哈伯德模型的基态是一个2D费米子量子态保护的拓扑相。这种状态--受到时间反演和反射对称性的保护--不能被抽象地连接到自由费米子拓扑相。
2016-08-25 cond-mat.str-el
$Z_2$ spin liquid and chiral antiferromagnetic phase in Hubbard model on the honeycomb lattice: duality between Schwinger-fermion and Schwinger-boson representations
在我们以前的工作中,我们确定了Schwinger-fermion表象中的子晶格配对态(SPS)作为最近在蜂窝晶格上的数值研究中发现的自旋液相。本文通过显式对偶变换证明了SPS与Wang \cite{Wang2010}在Schwinger-boson表象中发现的零通量$Z_2$自旋液体是完全相同的。SPS通过O(4)临界点与\emph{unusual}反铁磁有序相(我们称之为手征反铁磁(CAF)相)相连。CAF相位完全打破了SU(2)自旋旋转对称性,并具有三个Goldstone模.我们的结果表明,在大$U/t$时,CAF相和简单AF相之间可能存在一个隐藏的相变。我们提出了数值测量来揭示CAF相和隐藏的相变。
2011-07-16 cond-mat.str-el
Phase diagram and Fermi-liquid properties of the extended Hubbard model on the honeycomb lattice
蜂窝晶格上的哈伯德模型和扩展的哈伯德模型可以看作是单层石墨烯放置在高介电常数环境中屏蔽库仑相互作用的原型模型。利用没有一个符号的问题,在半填充,我们研究了这个问题与集群多达96个网站的行列式量子蒙特卡罗方法作为杂质求解器的动力学集群近似在有限温度下。在确定了半金属相对相互作用诱导的自旋密度波(SDW)、电荷密度波(CDW)和Mott绝缘相的稳定性之后,我们研究了狄拉克费米子的单粒子动力学。我们表明,当自发对称性破缺是避免,半金属相是一个稳定的费米液体中存在的排斥相互作用和近藤屏蔽占主导地位的低温制度,即使有一个$ρ(ω) = |ω|$型的局域态密度。我们还研究了关联效应对费米速度$v_F$重整化的影响。我们发现,$v_F$是不是重整化时,只有在现场排斥$U$存在,但近邻排斥$V$重整化$v_F$。这可以解释石墨烯中$v_F$的不同测量之间的变化。
2013-12-19 cond-mat.str-el
Stripe order in the doped Hubbard model on the honeycomb lattice
利用密度矩阵重整化群(DMRG)方法研究了蜂窝晶格上强相互作用的掺杂哈伯德模型的基态性质.在半填充时,由于没有负号问题,大规模的量子Monte Carlo计算结果表明,对于蜂窝晶格上的哈伯德模型,随着相互作用强度$U$的增加,会发生Dirac半金属到反铁磁莫特绝缘体的转变.然而,反铁磁莫特绝缘体的命运,当空穴掺杂到系统中的理解仍然缺乏。本文通过用DMRG计算宽为4的圆柱体的局域自旋和电荷密度,发现了蜂窝晶格上掺杂的哈伯德模型的半填充条纹序。我们还进行了互补的大尺度平均场计算与重整化相互作用强度。我们观察到半填充条纹有序,发现填充接近一半的条纹态在能量上接近简并。
2021-04-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effective Spin Couplings in the Mott Insulator of the Honeycomb Lattice Hubbard Model
受最近发现的半填充蜂窝晶格上的哈伯德模型的自旋液相的启发,我们采用微扰和非微扰技术来获得有效的自旋哈密顿量描述系统的Mott绝缘相的低能物理。精确的对角化的小集群上的如此派生的模型进行,以评估质量的有效的低能量理论在自旋液体制度。我们发现,六自旋相互作用的蜂窝晶格的基本回路是主导的次主导有效耦合。一个最小的自旋模型再现的哈伯德模型的蜂窝晶格在其自旋液相的能量特性。令人惊讶的是,一个更精细的有效的低能自旋模型得到的系统的图形扩展,而不同意超过一定的点与哈伯德模型在中间耦合的数值结果。
2012-12-04 cond-mat.str-el quant-ph
$C_3$ symmetry breaking metal-insulator transitions in a flat band in the half-filled Hubbard model on the decorated honeycomb lattice
研究了半满装饰蜂窝晶格上的单轨道哈伯德模型。在非相互作用理论中,在半填充时费米能位于一个平坦的带内,在那里强关联被增强。晶格非常沮丧。我们发现一个相关驱动的一阶金属-绝缘体过渡到两个不同的绝缘基态-一个二聚体价键固体莫特绝缘体时,三角形间的相关占主导地位,和一个破碎的$\mathcal{C}_3$对称反铁磁体时,三角形内的相关占主导地位的挫折。金属-绝缘体过渡到这两个阶段有非常不同的字符。金属破缺的$\mathcal{C}_3$反铁磁跃迁是由自发的$\mathcal{C}_3$对称性破缺驱动的,该对称性破缺提升了费米能级处拓扑学上所需的简并,并在准粒子谱中打开了一个能隙。金属-二聚体价键固体跃迁不破坏哈密顿量的对称性。这是由于强关联使电子结构重整化为一个相位,该相位与自旋1/2海森堡模型的平凡带绝缘体和基态在相关参数范围内都有电连接。因此,这些金属-绝缘体转变都不能用Brinkmann-Rice或Slater范式来理解。
2022-05-17 cond-mat.str-el
Electronic spectrum and superconductivity in the $t$-$J$ model on the honeycomb lattice
本文建立了蜂窝晶格上$t$ - $J$模型的电子光谱和超导电性的微观理论。本文利用Mori型投影技术,导出了两带模型的正规格林函数和反常格林函数的Dyson方程。在自洽玻恩近似下计算了Hubbard算符运动学相互作用引起的自旋和电荷涨落对电子散射的自能。讨论了由反铁磁交换和自旋涨落介导的超导配对。
2018-09-26 cond-mat.str-el
Electronic instabilities of the extended Hubbard model on the honeycomb lattice from functional renormalization
半填充蜂窝晶格上的相互作用费米子与短程排斥已经被认为是各种有趣的多体基态的宿主,例如,拓扑莫特绝缘体。然而,最近的一些无自旋情况下的精确对角化,无限密度矩阵重整化群和功能的重整化群的研究表明,在整个相互作用参数范围内的拓扑莫特绝缘相的抑制。在这里,我们补充了以前的研究调查的量子多体不稳定性的物理相关的情况下,自旋1/2费米子现场,最近邻和第二最近邻排斥。为此,我们采用多补丁功能重整化群的相关费米子与精细的动量分辨率观察到出现的反铁磁自旋密度波和电荷密度波占主导地位的现场和最近邻排斥,分别。对于占主导地位的第二近邻相互作用,我们的结果有利于一个电荷调制的基态的拓扑莫特绝缘态的有序化趋势。后者通过额外的现场相互作用来避免稳定作为主导不稳定。
2016-06-03 cond-mat.str-el
Competing electronic instabilities of extended Hubbard models on the honeycomb lattice: A functional Renormalization Group calculation with high wavevector resolution
我们研究了蜂窝晶格上电子在半填充扩展相互作用下的量子多体不稳定性,其动机是对石墨烯和相关材料的描述。我们采用了最近发展的费米泛函重整化群计划,它允许高分辨率的计算波矢依赖的低能量有效相互作用。我们遇到了预期的反铁磁自旋密度波占主导地位的现场电子之间的排斥,和电荷顺序与占主导地位的纯$n$次最近邻排斥相互作用的不同调制。当同时考虑几个键距之间的非局域密度相互作用时,会出现新的不稳定性。此外,对于包括足够的非局域项的石墨烯中的更现实的库仑势,由于不同电荷有序化倾向之间的竞争效应,存在对电荷有序化的抑制,并且如果在位项未能占主导地位,则半金属状态呈现稳定。拓扑莫特绝缘体作为主导次近邻相互作用的有利趋势的可能性在我们的高动量分辨率的结果中没有实现。
2016-11-08 cond-mat.str-el
Two-dimensional Mott-Hubbard electrons in an artificial honeycomb lattice
人工晶格中的电子使得能够探索可调系统中排斥库仑相互作用的影响。我们在具有蜂窝几何形状的纳米制造晶格中捕获了属于砷化镓量子阱的二维电子。我们探测在磁场中的激发光谱,确定新的集体模式,出现在人工晶格中的库仑相互作用的莫特-哈伯德模型预测。这些观察使我们能够确定哈伯德间隙,并建议存在一个新的库仑驱动的基态。这种方法为研究可控固态系统中的量子现象提供了新的途径。
2011-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Band and Mott Insulators and Superconductivity in Honeycomb-Lattice Ionic-Hubbard Model
受层状氮化物超导电性的启发,我们利用优化变分蒙特卡罗方法研究了由两个能级偏移的子晶格组成的蜂窝晶格上的离子哈伯德模型.库仑相互作用和能级偏移的参数值,以实现在非掺杂状态下的带绝缘体,进行了评估,和SC状态的载流子掺杂带绝缘体进行了研究。研究发现,在弱掺杂的带绝缘体中,自旋涨落仍然存在,并实现了自旋单重d波SC态。目前的研究结果支持一个非常规的自旋单重SC状态所建议的层状氮化物的实验观察。
2012-10-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Metal-free Stoner and Mott-Hubbard magnetism in 2D polymers with honeycomb lattice
本研究通过计算证实无金属二维聚合物中存在Stoner铁磁半金属与反铁磁Mott-Hubbard绝缘体,揭示了双位点蜂窝晶格的平带与狄拉克锥特性及电子关联的调控作用,开创了二维共轭聚合物π系统磁性研究新方向。
2023-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum Spin Hall, triplet Superconductor, and topological liquid on the honeycomb lattice
利用哈伯德模型的SO(4)对称性对蜂窝晶格上的序参量进行了分类.我们将集中讨论拓扑非平凡的量子自旋霍尔序和自旋三重态超导体,它们一起属于SO(4)的(3,3)表示。根据微观参数的不同,该(3,3)序参量具有两种对称性不同的基态:A型,基态流形为[S^2xS^2]/Z_2; B型,具有基态流形SO(3)xZ_2。我们证明了相A与自旋和电荷激发之间具有互半子统计的Z_2xZ_2拓扑相相邻,而相B与SU(2)Chern-Simons理论描述的非交换相相邻.我们的研究最近的量子蒙特卡罗模拟的哈伯德模型蜂窝晶格上的连接也将被讨论。
2010-10-04 cond-mat.str-el
The ground state construction of the two-dimensional Hubbard model on the honeycomb lattice
在这些讲座中,我考虑半填充的二维(2D)哈伯德模型蜂窝晶格和我审查严格建设的基态的性质,利用建设性费米子重整化群方法。
2011-02-18 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el math-ph
Topological Insulators and Mott Physics from the Hubbard Interaction
我们研究了具有内禀自旋轨道相互作用的蜂窝晶格上的哈伯德模型,作为存在相互作用的二维拓扑带绝缘体的范例。应用Hartree-Fock理论,从转子技术和拓扑参数的组合,我们表明,拓扑带绝缘相持续到相当强相互作用。然后,我们应用从转子平均场论,并找到一个莫特转变,在该转变的电荷自由度成为本地化的晶格网站。然而,自旋自由度仍然由原始Kane-Mele能带结构描述。该区域的规范场效应起着重要作用。当蜂窝层是孤立的,然后自旋扇区变得已经不稳定,朝着一个简单的平面尼尔秩序。相反,如果蜂窝晶格被具有无带隙自旋子的额外“屏蔽”层包围,则系统将支持边缘处具有无带隙自旋子的分数化拓扑绝缘体相。对于大的相互作用,我们推导出一个有效的自旋哈密顿量。
2010-08-09 cond-mat.str-el
Nature of the spin liquid state of the Hubbard model on honeycomb lattice
最近的数值工作(Nature 464,847(2010))表明存在自旋液相(SL),其介入蜂窝晶格上的半填充哈伯德模型的反铁磁相和半金属相之间。为了更好地理解这种奇异相的性质,我们研究了蜂窝晶格上的量子$J_1-J_2$自旋模型,它提供了对哈伯德模型的Mott绝缘区的有效描述。采用变分蒙特卡罗方法,我们分析了该模型的相图,发现一个反铁磁体和一个不寻常的$Z_2$ SL状态在$J_2/J_1\approx 0.08$,我们确定为SL相位的哈伯德模型之间的相变。在较高的$J_2/J_1\gtrsim 0.3$,我们发现一个过渡到二聚态的自发破缺的旋转对称性。
2010-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The Antiferromagnetic Character of the Quantum Phase Transition in the Hubbard Model on the Honeycomb Lattice
我们提供了一个统一的,全面的处理所有运营商,有助于反铁磁,铁磁,和电荷密度波的结构因素和六角哈伯德模型的序参量。我们使用的混合蒙特卡罗算法进行系统的,仔细控制的时间特罗特误差和热力学极限的分析。我们希望我们的研究结果,以提高临界指数的Monte Carlo测定的一致性。我们进行了数据崩溃分析并确定了六边形哈伯德模型中半金属-莫特绝缘体转变的临界指数$β=0.898(37)$。我们的方法适用于广泛的强关联电子的晶格理论。
2021-10-28 cond-mat.str-el hep-lat