Resonant inelastic x-ray scattering spectra in the hyperhoneycomb iridate $β$-Li$_2$IrO$_3$: First principles calculations
在密度泛函理论中，考虑强库仑关联，采用完全相对论自旋极化Dirac线性Muffin-tin轨道能带结构方法，采用广义梯度近似，研究了$β$-Li $_2$ IrO $_3$绝缘体的电子结构. $β$ -Li $_2$ IrO $_3$在$P_c$ $\sim$ 4 GPa下经历了一个压力诱导的结构和磁性相变，对称性降低到单斜$C2/c$。结构相变伴随着Ir-$_2$二聚体的形成，Ir-Ir距离为$\sim$ 2.66~ 120 μ m，甚至比金属Ir的距离还短.这种强的二聚化稳定了成键分子轨道态，导致磁性崩塌，打开了能隙，伴随着从Mott绝缘体到能带绝缘体的电子相变.从第一性原理出发，研究了Ir $L_3$边缘的共振非弹性X射线散射谱（RIXS）。计算结果与实验数据吻合较好。我们发现，与$P_c$的结构$Fddd \rightarrow C2/c$相变有关的0.7 eV处的RIXS谱峰的剧烈重构可能与高压$C2/c$相中库仑关联的消失有关
2021-01-15 cond-mat.str-el
Elastic gauge fields and zero-field 3D quantum Hall effect in hyperhoneycomb lattices
狄拉克材料对晶格形变的反应就好像电子与规范场耦合一样。我们导出了超蜂窝格点中的弹性规范场。超蜂窝格点是一个三角连通的三维结构。在其半金属形式中，该晶格是具有狄拉克节点的闭合回路的双线半金属。使用应变工程，我们发现了一个完整的家庭的应变变形，创造均匀的几乎平坦的朗道水平在3D。我们建议，这些朗道能级可以创建和调谐的超材料与应用程序的一个简单的单轴温度梯度。在三维量子反常霍尔相，这是拓扑，我们表明，弹性霍尔粘度张量的组件是$η_{H}=β^{2}\sqrt{3}/\left(8πa^{3}\right)$的倍数，其中$β$是弹性参数和$a$是晶格常数。
2019-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Computational design of $f$-electron Kitaev magnets: honeycomb and hyperhoneycomb compounds $A_2$PrO$_3$ ($A=$ alkali metals)
Kitaev自旋模型提供了一种精确的基态量子自旋液体，这在过去十年中激发了对其物质实现的探索。到目前为止，大多数的候选人被发现在$4d$ -和$5d$ -电子化合物，其中的低自旋$d^5$电子配置受到强自旋轨道耦合，包括一个Kramers的有效角动量$j_{\rm eff}=1/2$的双峰，并产生键依赖的各向异性相互作用在Kitaev模型。在这里，我们从理论上研究其他候选人在$4f$ -电子化合物的$f^1$电子配置上的准二维蜂窝和三维超蜂窝结构，$A_2$ PrO $_3$与$A$ =Li，Na，K，Rb和Cs。基于{ \it ab initio}计算，我们发现这些化合物在$Γ_7$态存在与$j_{\rm eff}=1/2$的自旋轨道纠缠Kramers双重态.通过构造紧束缚哈密顿量并进行微扰展开，我们发现$A_2$ PrO $_3$的低能磁性可以用有效自旋模型$J$-$K$-$Γ'$很好地描述.最显著的特征是Kitaev相互作用$K$是反铁磁性的，与手头的$d^5$候选者中的铁磁性相反。通过改变$A$ -位点阳离子系统地调节交换相互作用。因此，具有$A$ =Li和Na的化合物可能具有占主导地位的反铁磁$K$，但在$A$ =Rb和Cs的情况下，$J$主导$K$和$Γ'$。同时，通过对$J$-$K$- $Γ'$模型基态的精确对角化计算，我们绘制出了相图中模型参数的系统演化。我们的研究…
2019-12-07 cond-mat.str-el
Evolution of crystal field and intraionic interactions in the ilmenite $A$IrO$_3$ ($A$ = Mg, Zn, Cd) and hyperhoneycomb $β$-ZnIrO$_3$
Tokyo University of Agriculture and Technology（东京农工大学）；National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology（量子与放射线科学研究所）；Tohoku University（东北大学）
通过Ir L3边共振非弹性x射线散射研究ilmenite iridates和hyperhoneycomb结构的局部电子结构，揭示了化学取代对晶场和离子间相互作用参数的影响，为理解Kitaev候选材料中的磁学行为提供了基础。
2026-04-10 cond-mat.str-el
Finite-Temperature Phase Transition to a Quantum Spin Liquid in a Three-Dimensional Kitaev Model on a Hyperhoneycomb Lattice
我们提出了数值证据的存在下的有限温度（$T$）相变分离顺磁体和量子自旋液体在一个三维的Kitaev模型定义的超蜂窝晶格在强各向异性的限制，该模型被映射到一个有效的伊辛型模型，其中基本的激发包括翻转伊辛型变量的闭环。通过蒙特卡罗模拟分析这个有效模型，我们发现在有限的临界温度$T_c$下，存在从量子自旋液体到顺磁体的相变。我们还计算了原始量子自旋的磁性。我们发现磁化率在高于$T_c$时呈现一个宽峰，而在高$T$时服从居里定律，在低$T$时接近非零的范弗莱克型常数。尽管在$T_c$处磁化率连续变化，但其$T$导数在$T_c$处显示临界发散。我们还澄清了动力学自旋关联函数是动量无关的，但显示对应于离散激发的量子化峰。虽然相变伴随着没有明显的对称性破缺的伊辛型变量以及原始的量子自旋，我们从拓扑的观点来描述它。我们发现，通过定义的伊辛型变量的回路的磁通密度，过渡被解释为发生从零通量的量子自旋液体的非零通量顺磁体，后者具有库仑性质，由于当地的限制。的伊辛型变量的全局约束的作用进行检查，在二维循环模型中的结果进行比较。本文还讨论了我们的模型与金刚石晶格上的伊辛模型的对应关系。一个可能的相关性，我们的研究结果最近发现的超蜂窝化合物，$β$ -锂$_2$ IrO $_3$，提到。
2014-01-30 cond-mat.str-el
Emergent quantum phases in a frustrated J1-J2 Heisenberg model on hyperhoneycomb lattice
我们研究了三维超蜂窝晶格上受抑J1-J2海森堡模型的量子基态和经典极限。我们的研究受到最近发现的β-Li 2 IrO 3的启发，其中Ir^{4+}离子形成3D网络，每个晶格位置与三个最近的邻居相连。我们重点研究了次近邻自旋相互作用引起的磁阻挫效应。由于铱酸盐或其他5d过渡金属氧化物中存在大量的5d轨道，这种相互作用可能是显著的。在经典极限下，当J2/J1 \gtrsim = 0.17时，基态流形由螺旋磁序波矢的线简并给出，而当J2/J1 = 0.5时，共线条纹磁序包含在简并流形中.采用自旋波理论中的半经典$1/S$展开和Schwinger玻色子方法研究了量子有序-无序效应。通常，对于相图的大部分，从经典退化流形中选择某些共面螺旋阶。尽管如此，量子涨落在J2/J1 = 0.5附近的扩展参数区域中更倾向于共线条纹有序而不是螺旋有序，尽管底层哈密顿量具有自旋旋转不变性。这与海森伯-基塔耶夫模型中条纹有序的出现形成对比，在海森伯-基塔耶夫模型中，基塔耶夫型伊辛相互作用对稳定条纹有序很重要。当量子涨落变强时，U（1）和Z2量子自旋液体相通过Neel，stripy和spiral磁有序相的量子无序而出现.磁各向异性的影响和它们的相关性，以未来的实验进行了讨论。
2014-03-11 cond-mat.str-el
Revealing frustrated local moment model for pressurized hyperhoneycomb iridate: paving a way toward quantum spin liquid
在具有强自旋轨道耦合的蜂窝晶格材料中发现量子自旋液体相已经引起了大量的实验和理论研究。在这里，局部矩之间的键依赖Kitaev相互作用提供了强的磁阻挫，并且如果它是系统中存在的唯一相互作用，则它将导致精确可解的量子自旋液体基态。然而，在所有这些材料中，由于局部矩之间的额外相互作用，基态处于磁有序相。最近，已经报道了超蜂窝材料$β$ IrO $_3$中的磁序在施加流体静压时被抑制，并且所得到的状态变成量子顺磁体或可能的量子自旋液体。采用从头计算和强耦合展开方法，研究了加压下$β$ IrO $_3$的晶格结构和局域矩模型.值得注意的是，在高压下的主导相互作用不是Kitaev相互作用，也不是进一步的邻居相互作用，而是一种不同的键依赖相互作用。这将导致强的磁阻挫，并可能为发现一种新的量子自旋液体基态提供一个平台。
2016-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Symmetry-protected topological magnons in three dimensional Kitaev materials
磁性材料中的拓扑相通过改变底层磁性提供了拓扑性质的新颖可调谐性。我们表明，三维Kitaev材料可以提供一个很好的机会，控制的拓扑保护节点磁振子。这些材料最初被认为是强有力的候选人Kitaev量子自旋液体由于键依赖的挫败自旋交换相互作用。作为一个具体的例子，我们考虑了超蜂窝结构$β\text{-}\mathrm{Li_2IrO_3}$中斜锯齿有序态的磁振子的对称性和拓扑结构，该结构可以通过在零场反旋螺旋态中施加磁场来获得.结果表明，磁滑移对称性和非厄米性质的玻色子磁振子导致独特的拓扑保护，这是不同的情况下的费米对应物。我们研究如何通过改变自旋交换相互作用的对称性来控制这种拓扑磁振子。
2019-03-06 cond-mat.str-el
Topological entanglement entropy of three-dimensional Kitaev model
我们计算了Kitaev蜂窝格子自旋模型的三维超蜂窝格子的拓扑纠缠熵。我们发现，该模型的TEE是不是直接由系统的总量子维数。这与一般的二维系统和许多三维模型相反，其中TEE与总量子维度有关。我们的计算还提供了一个三维的复曲面代码型哈密顿出现的Kitaev模型在特定的限制作为有效的低能量理论的TEE。
2018-04-06 cond-mat.str-el quant-ph
Quantum Loop States in Spin-Orbital Models on the Honeycomb Lattice
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
研究构建了可分析的自旋1系统模型，探讨了具有轨道简并性的蜂窝晶格中新的相变结构，包括Haldane环晶体和对称保护拓扑相。
2015-11-04 cond-mat.str-el
Weyl spin liquids
在相互作用的量子多体系统中量子数的分数化是凝聚态物理的中心主题，突出的例子包括量子霍尔液体中电子的分数化或自旋冰材料中磁单极的出现。在这里，我们讨论的磁矩在三维Kitaev模型到马约拉纳费米子（和一个$\mathbb Z_2$规范场）和他们的紧急集体行为的分馏。我们分析表明，Majorana费米子形成Weyl超导Kitaev模型上最近合成的超蜂窝结构的$β$ -Li $_2$ IrO $_3$时，施加磁场。我们的拓扑保护的体积和表面特征的这种状态，我们称之为外尔自旋液体，包括热力学和运输签名。
2015-04-15 cond-mat.str-el
Predominance of the Kitaev interaction in a three-dimensional honeycomb iridate: from ab-initio to spin model
最近发现的三维超蜂窝状铱酸盐$β$ IrO $_3$，由于其接近理想的晶格结构，为实现自旋轨道纠缠局域矩之间的主导Kitaev相互作用带来了希望。如果这是真的，那么这种材料可能在三维空间中接近人们所追求的量子自旋液体相。利用从头算电子结构计算，我们首先表明，自旋-轨道纠缠的基础，$j_{\rm eff}$ =1/2，正确地捕获的低能电子结构。在强耦合极限下导出的有效自旋模型由从头算结果补充，表明Kitaev相互作用占主导地位。我们表明，可能的参数范围是一致的，在最近的实验中发现的非共面螺旋磁序。所有这些分析表明，$β$ $_2$ IrO $_3$可能是已知材料中最接近Kitaev自旋液体状态的.
2016-01-14 cond-mat.str-el
Detection of symmetry-protected topological order in AKLT states by exact evaluation of the strange correlator
奇怪的关联函数[物理评论快报。112，247202（2014）]已经被提出作为一维和二维系统中对称性保护拓扑序的度量。它采用自旋-自旋关联函数的形式，计算为感兴趣的状态和平凡的局部产物状态之间的混合重叠。我们证明，它可以精确地计算（渐近地，在蒙特卡罗意义上）的各种阿弗莱克-肯尼迪-利布-田崎状态直接评价的波函数内的价键环气体框架。我们目前的结果与链，正方形，蜂窝，立方体，钻石，超蜂窝几何格。在每种情况下，自旋量子数S变化，使得2S（从每个位点出现的价键的数目）达到晶格配位数的各种整数倍。我们引入了奇怪的关联函数循环缠绕数的概念，并指出它在测试对称保护拓扑序的存在时的效用。
2016-07-01 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Non-Loudon-Fleury Raman scattering in spin-orbit coupled Mott insulators
我们重新审视了具有强自旋轨道耦合的莫特绝缘体中的磁拉曼散射理论，主要关注Kitaev材料。我们表明，Kitaev材料与键各向异性的相互作用，一般预计将显示一个和两个磁振子响应。它进一步表明，为了获得正确的领导贡献的拉曼顶点运营商$\mc{R}$，必须考虑到精确的，光子辅助的微观跳跃过程中的电子，并在系统中具有多个跳跃路径，$\mc{R}$包含超出传统的Loudon-Fleury理论中出现的条款。最显著的是，对三维超蜂窝Kitaev材料$β$ -Li $_2$ IrO $_3$的情况的修正形式的数值实现揭示了非Loudon-Fleury散射项实际上主导拉曼强度。此外，它们引起偏振依赖性的定性修改，包括例如，在低能量下出现了一个尖锐的单磁振子峰，这在传统的Loudon-Fleury理论中是没有预料到的。这个峰值是由微观光子辅助隧穿过程引起的，这种过程与导致对称非对角相互作用$Γ$（已知存在于许多Kitaev材料中）的过程类型相似，但在拉曼顶点中采用键定向磁偶极子项的形式。预计这些结果将适用于所有Kitaev材料，并标志着对具有强自旋轨道耦合和多交换路径的材料中拉曼散射的理解范式的急剧变化。
2021-09-19 cond-mat.str-el
Phase diagram and topological superfluid state of spin-orbit coupled Fermi gas with attractive interactions in a one-dimensional optical lattice
基于密度矩阵重整化群方法，研究了一维光晶格中具有吸引相互作用的自旋轨道耦合费米气体，给出了具有中等强相互作用的四分之一填充系统的完整相图.我们揭示了自旋轨道耦合引起的奇异配对和不同配对态之间的相变，进一步证明了在中等磁场和自旋轨道耦合强度下长期寻求的拓扑超流态的存在.对于粒子守恒系统，这种拓扑超流态可以通过其无隙单粒子激发、Luttinger参数和非平凡边界效应来固定。我们的研究消除了人们对一维拓扑超流是否存在的普遍怀疑，为在冷原子背景下模拟拓扑超流态铺平了道路。
2015-11-05 cond-mat.str-el
Spin, orbital and topological order in models of strongly correlated electrons
不同类型的顺序进行了讨论的背景下，强相关的过渡金属氧化物，涉及纯化合物和$3d^{3}-4d^{4}$和$3d^{2}-4d^{4}$的混合物。除了标准的，远程自旋和轨道订单，我们还观察到异国情调的非共线自旋模式。这种模式可以出现在原子自旋轨道耦合的存在下，这是一个典型的情况，或者由于自旋轨道纠缠在其不存在的情况下，是不那么微不足道的。在一个特殊的相互作用一维自旋轨道模型中，也有可能在无隙相中找到一个严格的拓扑磁序，它超越了任何物质拓扑态的分类表。这是强关联拓扑态的一个奇特例子。最后，在$4d^{4}$氧化物的相关性较低的限制下，当轨道选择性Mott局域化可以发生时，可以通过$3d^{3}$掺杂来稳定一维锯齿形反铁磁相。这样的相位表现出非对称的空间对称性，可以导致各种拓扑现象，如单个和多个狄拉克点可以变成节环或多个拓扑电荷保护单个狄拉克点。最后，通过创建一个一维的$3d^{2}-4d^{4}$混合系统，涉及轨道配对项，它是可能的，以获得绝缘的自旋轨道模型，其中费米子化后的轨道部分映射到一个非均匀的Kitaev模型。该模型被证明在宽的参数范围内具有拓扑相，即使在完全无序的$3d^{2}$杂质的情况下。更重要的是，它表现出隐藏的洛伦兹对称性的拓扑相，生活在参数空间的模型。
2019-04-26 cond-mat.str-el
Topological quantum phase transition driven by anisotropic spin-orbit coupling in trinuclear organometallic coordination crystals
我们展示了如何准一维相关绝缘状态出现在三分之二填充的有机金属多核配位复合物所描述的分层装饰蜂窝晶格。自旋-轨道耦合和电子关联的相互作用导致赝自旋-1矩排列在弱耦合链中，具有高度各向异性交换和大的三角分裂。这导致了量子相变从一个Haldom阶段的拓扑平凡相的自旋轨道耦合的相对强度增加。
2016-06-24 cond-mat.str-el
Searching for topological density wave insulators in multi-orbital square lattice systems
研究了二维多轨道系统中平移对称破缺密度波态的拓扑性质，重点研究了正方晶格中的t $_{2g}$轨道。由于d轨道的独特对称性，可以实现具有晶格对称性保护的狄拉克点的节点电荷或自旋密度波态。当在节点密度波态中引入一个具有相反反射对称性的附加序参量时，系统可以完全带隙，从而形成带状绝缘体。其中，拓扑密度波（TDW）绝缘体可以实现时，一个有效的交错的现场电位产生的间隙的一对狄拉克点连接的反演对称，具有相同的拓扑绕组数。我们还提出了一个平均场相图的各种密度波状态，并讨论我们的结果的实验意义。
2010-07-18 cond-mat.str-el
Topological insulators from complex orbital order in transition-metal oxides heterostructures
在二维和三维晶格模型中，人们提出了由电子-电子相互作用动态产生的拓扑带绝缘体。我们提出的证据表明，二维版本可以稳定的过渡金属氧化物的数字（111）异质结构作为纯粹的本地相互作用的结果。的拓扑阶段是伴随着自发订购的复杂的轨道，我们讨论了它们的稳定性与Hund的规则耦合，Jahn-Teller相互作用和反演对称性破缺项。作为主要的竞争对手，我们确定了自旋和磁性相。
2011-10-15 cond-mat.str-el
Magnetic Impurity Affected by Spin-Orbit Coupling: Behavior near a Topological Phase Transition
利用量子蒙特卡罗模拟研究了自旋轨道耦合对锯齿形石墨烯带边缘磁性杂质行为的影响。研究发现，Kane-Mele型自旋轨道耦合和杂质-基质耦合的相互作用对杂质磁矩和谱密度等局域性质有着重要的影响。特殊的螺旋性质的拓扑绝缘体的边缘被发现影响非局部量，如两个粒子和自旋自旋关联函数连接电子的杂质与那些在导带。
2013-06-20 cond-mat.str-el
Topological orbital Hall effect caused by skyrmions and antiferromagnetic skyrmions
研究证明磁性及反铁磁斯格明子等拓扑织构可诱导拓扑轨道霍尔效应，反铁磁体系中该效应无电荷输运且电导率远高于拓扑自旋霍尔效应。
2025-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
NMR evidence for enhanced orbital diamagnetism in topologically nontrivial half-Heusler semimetals
利用~（209）Bi核磁共振（NMR）谱研究了YPtBi和YPdBi晶体中自旋轨道效应对轨道抗磁性的影响。所观察到的相反的符号和温度依赖的幅度的209 Bi NMR位移的两个晶体揭示了增强的轨道抗磁性诱导的自旋-轨道相互作用的实验签名。这项研究表明，NMR各向同性位移可能是有益的，在寻找有趣的自旋电子相之间的大量的拓扑非平凡的半Heusler半金属。
2014-11-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological phases, topological flat bands, and topological excitations in a one-dimensional dimerized lattice with spin-orbit coupling
Su-Schrieffer-Heeger（SSH）模型描述了一维$Z_{2}$拓扑绝缘体，其具有对应于两种不同二聚化的两个拓扑不同相。在SSH模型中引入自旋-轨道耦合后，Bloch带的结构发生了很大的变化，最有趣的是，出现了一个新的拓扑相，该相具有一个零能束缚态，两端呈现非阿贝尔统计，这表明需要一个新的拓扑不变量来对所有相进行完全分类.在较大的参数范围内，我们发现自旋-轨道耦合诱导出具有非平凡拓扑的完全平坦带。对于非均匀二聚化的情形，我们发现自旋-轨道耦合改变了拓扑激发孤子和反孤子的对称结构，当自旋-轨道耦合强到足以引起拓扑相变时，整个系统是拓扑非平凡的，但孤子和反孤子消失，因此，系统是一个真正的拓扑绝缘体，具有良好的保护端态.
2014-04-18 cond-mat.other cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Topological Order in an Entangled SU(2)$\otimes$XY Spin-Orbital Ring
我们提出严格的拓扑秩序出现在一个一维的自旋轨道模型，由于环拓扑。虽然具有SU（2）自旋和XY轨道相互作用的自旋-轨道环的精确解通过幺正变换将自旋和轨道分开，但当环闭合时，自旋不是独立的，而是形成两个携带相反赝动量的半环。我们表明，逆变换回到物理自由度纠缠的自旋半环的轨道。这种令人惊讶的相关性出现在将拓扑结构从开链改变为闭链时，这降低了基态流形的简并性，只留下伪动量相互补偿的状态。
2013-11-05 cond-mat.str-el quant-ph
Coupled Spin-Orbital Texture in a Prototypical Topological Insulator
拓扑绝缘体（TI）最重要的性质之一是Dirac表面态的螺旋自旋织构，理论和实验都证明了其在Dirac点以上是左手螺旋，在Dirac点以下是右手螺旋。然而，由于自旋在这些强自旋轨道耦合系统中并不是一个好的量子数，这不能是一个完整的陈述，我们必须考虑总角动量J = L + S，它是自旋项和轨道项的贡献。使用轨道和自旋分辨角分辨光电子能谱（ARPES）的组合，我们显示了不同的轨道和自旋组件之间的直接联系，与“向后”自旋纹理直接观察到的面内轨道状态的Bi2Se3。
2012-11-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The honeycomb lattice with multi-orbital structure: topological and quantum anomalous Hall insulators with large gaps
基于蜂窝晶格中的$p_x$ -和$p_y$ -轨道带，构造了二维拓扑绝缘体和量子反常霍尔绝缘体的最小四带模型.多轨道结构允许原子的自旋-轨道耦合，这提升了两组在位Kramers双峰$j_z=\pm\frac{3}{2}$和$j_z=\pm\frac{1}{2}$之间的简并度。由于在$Γ$和$K(K^\prime)$点处布洛赫波态的轨道角动量结构，拓扑能隙等于原子的自旋轨道耦合强度，比基于$s$ - $p$带反转机制的拓扑能隙大得多.在弱和中等自旋轨道耦合强度下，拓扑能隙是整体能隙。基于Clifford代数解析求解了能谱和本征波函数。自旋轨道耦合场$λ$、亚晶格不对称性$m$和Néel交换场$n$之间的竞争导致了$Γ$和$K (K^\prime)$点的能带交叉，从而导致了各种拓扑能带结构的跃迁.在三个能隙参数$λ$、$m$和$n$满足三角不等式的条件下，得到了量子反常霍尔态.平带也自然地出现，这允许本征态的局部构造。上述机制与几类固态半导体材料有关。
2014-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Symmetry-protected topological phase in a one-dimensional correlated bosonic model with a synthetic spin-orbit coupling
通过大规模密度矩阵重整化群模拟，我们研究了最近实验中实现的具有合成自旋轨道耦合的一维关联玻色晶格模型.在绝缘制度，该模型表现出一个安全保护的拓扑相。这种受保护的拓扑相位通过时间反演对称性来稳定，并且它被识别为Haldom相位。通过对纠缠谱的分析，进一步证实了我们的结论。此外，我们还发现了四个常规相：无长程序的Mott绝缘相、铁磁超流相、铁磁绝缘相和密度波相。
2015-10-29 cond-mat.other cond-mat.str-el
Topological Phases emerging from Spin-Orbital Physics
本文研究了用一个完整子轨道自由度代替一个二重子的非均匀量子系统中自旋轨道关联的演化。当自旋关联是反铁磁的时，自旋轨道纠缠是大的，而对于铁磁宿主，我们得到一个纯轨道描述。在这个制度的轨道模型可以映射到无自旋费米子，我们发现拓扑相位与零能量模式的边缘或在磁不等效区域之间的域。
2017-06-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological superfluid in one-dimensional spin-orbit coupled atomic Fermi gases
ARC量子原子光学卓越中心，原子光学和超快光谱中心，斯威本科技大学，墨尔本3122，澳大利亚
2012-01-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nonlinear orbital response across topological phase transition in centrosymmetric materials
非线性光学响应常被用作研究材料电学性质的探针。对于拓扑材料，迄今为止的研究集中在光电流电流，这需要打破反转对称性。在这项工作中，我们提出了一个理论的轨道电流响应的反对称拓扑绝缘体。我们发现在中心对称材料中，在线偏振光照射下，存在一个量子允许的轨道电流响应。直流非线性电导率的符号反映了$\mathbb{Z}_2$指数，并且电导率在平凡相和拓扑绝缘体相之间的过渡处改变符号。本文导出了一类双简并带模型的非线性轨道光电流的表达式，并讨论了它在Bernevig-Hughes-Zhang模型和过渡金属二硫族化物1 T '相情况下的具体应用.还讨论了观测轨道电流的实验装置。
2021-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evolution of topological superconductivity by orbital selective confinement in oxide nanowires
我们确定的最佳条件，以实现拓扑超导相具有自旋单态配对的平面纳米线有限的横向宽度在存在一个面内外部磁场。我们采用一个微观的描述，这是基于一个三带电子模型，包括原子自旋轨道耦合和反转不对称电位在氧化物带隙绝缘体之间的界面。我们考虑的配对间隙的振幅，自旋轨道相互作用和电子参数，直接适用于纳米线的LaAlO $_3$ -SrTiO $_3$。横向限制引入了分裂的$d$ -轨道，改变了轨道的能量层次，并显着影响电子填充依赖的拓扑相图。由于$t_{2g}$ -态的轨道方向性，我们发现，在强约束的制度的拓扑相位的发病钉扎在电子填充的准平坦的重带开始得到填充。纳米线厚度的增加导致拓扑非平凡域从稀疏分布到密集分布的转变，这发生在与轨道布居数反转相关联的交叉处。这些发现证实了最有利的拓扑超导相的电子掺杂-磁场平面突出的轨道选择性限制的作用的详细分析。
2019-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological transport in a spin-orbit coupled bosonic Mott insulator
研究了自旋-轨道耦合玻色莫特绝缘体中的拓扑输运。我们发现，即使当自旋轨道耦合是阿贝尔的相互作用可以导致异常的准粒子动力学。为了说明后者，我们考虑Lin \textit{et al}实验中实现的自旋-轨道耦合。[Nature（London）\textbf{471}，83（2011）].对于这种自旋轨道耦合，我们计算准粒子色散和谱权重，相互作用引起的动量空间Berry曲率，和自旋密度的动量空间分布，并提出实验签名。此外，我们发现，在我们的单粒子传播子的近似，基态可以在原则上支持整数霍尔电导率，如果陈数的总和的空穴带是非零的。
2012-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
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
Topological superconductivity in a spin-orbit coupled Kondo lattice
本文研究自旋轨道耦合对二维近藤晶格模型的影响，发现引入Rashba相互作用和最近邻近藤耦合后低能Majorana能带获得陈数并支持手性边缘模式，提出了一种具有分数化电荷序参量和自发时间反演破缺的拓扑超导机制，对UTe2等重费米子超导体具有潜在解释意义。
2025-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Fragile topological insulators protected by rotation symmetry without spin-orbit coupling
本文提出了一系列三维旋转对称脆性拓扑绝缘体的模型，这些绝缘体具有时间反转对称性（$T$）和$n$ -折叠旋转对称性（$C_n$）保护的无隙表面态.我们的模型是傅的模型的无自旋拓扑晶体绝缘体，其中轨道自由度发挥的作用，赝自旋的推广。我们考虑了具有$C_n$对称性的最小表面哈密顿量，并讨论了可能的无隙表面态，即，一个二次带接触和多个线性色散的狄拉克锥。我们用Wilson环中的两种拓扑不变量刻画了体波函数的拓扑结构：由$C_n$（$n=4,6$）和时间反演对称性保护的$\mathbb{Z}_2$不变量，以及当占据带数为2时由$C_2T$保护的$\mathbb{Z}$不变量（Euler类）.相应地，我们的模型实现了两种脆弱的拓扑绝缘体。一个是脆弱的$\mathbb{Z}$拓扑绝缘体，其唯一的非平凡拓扑指数是指定表面狄拉克锥的数量的欧拉类。另一种是易碎的$\mathbb{Z}_2$拓扑绝缘体，具有无带隙表面态，具有二次带接触或四（六）个狄拉克锥，其由时间反演和$C_4$（$C_6$）对称性保护。最后，我们讨论了对$s$轨道带的不稳定性的无间隙的表面状态，并表明，表面状态缺口通过与表面本地化的$s$轨道带的杂交。
2021-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
