Exact results for the Hubbard model on bipartite lattices in spatial dimensions $d>1$: Seven theorems from the full [SU(2)$\times$SU(2)$\times$U(1)]/$\mathbb{Z}_2^2$ symmetry
Center of Physics of University of Minho and University of Porto(米尼奥大学与波尔图大学物理中心);CeFEMA, Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa(里斯本大学高等技术学院 CeFEMA)
本文基于双分量晶格上Hubbard模型的精确结果,提出七项新的物理洞察,为研究电子关联和量子材料提供了坚实的理论基础。
2026-05-18 cond-mat.str-el
Global $SO(3)\times SO(3)\times U(1)$ symmetry of the Hubbard model on bipartite lattices
研究发现,对于在位相互作用$U\neq 0$,转移积分$t=0$为零的二分格点上的哈伯德模型的局部$SU(2)\times SU(2) \times U(1)$规范对称性,在含有$t>0$的哈密顿量的动能跳跃项的情况下,可以提升到整体$[SU(2)\times SU(2)\times U(1)]/Z_2^2=SO(3)\times SO(3)\times U(1)$对称性.新发现的隐独立电荷整体U(1)对称性的生成元是单占据位算符的旋转电子数的一半。这是其他地方证实,我们的研究结果有重要的物理后果有关的空穴掺杂的铜氧化物的不寻常的性质的进一步理解。
2010-03-25 cond-mat.str-el
Odd-parity altermagnetism through sublattice currents: From Haldane-Hubbard model to general bipartite lattices
University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology - ICN2 (CSIC and BIST)(加泰罗尼亚纳米科学和技术研究所)
通过子晶格电流实现奇宇磁性,揭示半填充哈达奈-海伯模型的拓扑性质及一般双部分晶格中的自旋分裂机制。
2026-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Fermi-Hubbard model on non-bipartite lattices: flux problem and emergent chirality
在一维和二维非二分格点上,我们研究了当某些磁通量为穿线或规范场耦合时,自由格点费米子和Hubbard相互作用格点费米子的性质。首先,我们专注于找出最佳的流量,最大限度地减少在特定的填充费米子的能量。对于自旋$1/2$费米子在奇数格点的环形格点上处于半填充状态时,最佳通量为$\pmπ/2$。我们证明了这一结论的哈伯德相互作用费米子利用广义反射正性技术,这可以导致进一步的应用在二维非二分格,如三角形和Kagome。在半满时,三角形格子和Kagome格子上的最佳通量模式分别被确定为$\pm[π/2,π/2]$,$\pm[π/2,π/2,0]$(参见正文中这些符号的含义)。我们还发现,手性出现在这些最佳的通量状态。然后,我们用数值精确对角化方法验证了这些精确结论,并进一步研究了其它一些填充问题。研究发现,当它偏离半填充,哈伯德相互作用可以改变这些晶格上的最佳流量模式。此外,数值观察到的出射通量奇性驱动的强哈伯德相互作用在基态,在1D和2D,讨论和解释为某种非费米液体的功能。
2020-07-27 cond-mat.str-el
Antiferromagnetism in the Exact Ground State of the Half Filled Hubbard Model on the Complete-Bipartite Graph
作为反铁磁性的一个原型模型,我们提出了一个定义在图$Ł={\cal A}\cup{\cal B}$上的排斥哈伯德哈密顿量,图中有${\cal A}\cap {\cal B}=\emptyset$和连接${\cal A}$中任意元素和${\cal B}$中所有元素的键.由于与每个键相关的所有跳跃矩阵元素是相等的,因此该模型在${\cal A}$ -位点和/或${\cal B}$ -位点的任意置换下是不变的。这是在所谓的$(N_{A},N_{B})$ -完全二分图上定义的哈伯德模型,$N_{A}$($N_{B}$)是${\cal A}$(${\cal B}$)中元素的数目。在本文中,我们解析地找到了{ \it精确}基态的$N_{A}=N_{B}=N$在半填充任何$N$的排斥有一个最大值在一个关键的$N$依赖值的现场哈伯德$U$。对于$N \ra \inf$,独特的单重态基态的波函数和能量呈现出特别优美的形式。我们还计算了自旋-自旋关联函数,并表明即使在热力学极限下,对于任何非零的$U$,基态也表现出反铁磁有序。我们知道以前没有明确的反铁磁基态在一个类似哈伯德模型的巡回电子的分析例子。动力学项诱导粒子之间的非平凡的相关性和反平行的自旋配置在两个亚晶格来积极有利于在零温度。另一方面,如果取热力学极限,然后接近零温度,则产生顺磁行为。热力学极限不与零温度极限交换,这一事实可以通过解析解明确表…
2002-09-17 cond-mat.str-el
Spin and pseudospin towers of the Hubbard model on a bipartite lattice
1989年,Lieb证明了关于哈伯德模型的两个定理。其中一个证明了吸引模型的基态是自旋单重态($S=0$),是唯一的,是正定的。另一个结果表明,在二分晶格上的半填充排斥模型的基态具有由$|(N_A-N_B)/2|$给出的总自旋,对应于两个子晶格上的晶格位置数之差除以2。在20世纪90年代中后期,沈从文扩展了这些证明,证明了吸引模型的赝自旋在电子数等于$2N_A$之前是最小的,在那里它固定在$J=|(N_A-N_B)/2|$,直到填充成为$2N_B$,在那里它再次变得最小。此外,沈指出,自旋塔存在的自旋本征态的半充满的情况下,在一个二分晶格。自旋塔说,具有自旋$S$的最小能态的能量高于具有自旋$S-1$的最小能态的能量,直到我们达到上面给出的基态自旋。关于这个模型的一个长期存在的猜想仍然存在,即吸引模型是否对所有填充物都有这样的自旋塔,这意味着排斥模型在其基态有最小的伪视紫红质。虽然我们没有证明这最后一个猜想,我们提供了一个快速的审查,以前的工作,提供了一个建设性的证明有吸引力的模型基态的pseudospin,并描述了挑战,证明剩余的开放猜想。
2017-12-07 cond-mat.str-el
Antiferromagnetism in the Exact Ground State of the Half Filled Hubbard Model on the Complete-Bipartite Graph
作为反铁磁性的一个原型模型,我们提出了一个定义在图$Ł={\cal A}\cup{\cal B}$上的排斥哈伯德哈密顿量,图中有${\cal A}\cap {\cal B}=\emptyset$和连接${\cal A}$中任意元素和${\cal B}$中所有元素的键.由于与每个键相关的所有跳跃矩阵元素是相等的,因此该模型在${\cal A}$-位点和/或${\cal B}$-位点的任意置换下是不变的。这是在所谓的$(N_{A},N_{B})$-完全二分图上定义的哈伯德模型,$N_{A}$($N_{B}$)是${\cal A}$(${\cal B}$)中元素的数目。在本文中,我们分析发现{\it精确}基态的$N_{A}=N_{B}=N$在半填充任何$N$的排斥项的基态期望值有一个最大值在一个关键的$N$依赖值的现场哈伯德$U$,然后下降像1/U的大$U$。对于$N \ra \inf$,独特的单重态基态的波函数和能量呈现出特别优美的形式。我们还计算了自旋-自旋关联函数,并表明即使在热力学极限下,对于任何非零的$U$,基态也表现出反铁磁有序。这是第一个明确的反铁磁基态在一个类似Hubbard模型的巡游电子的分析例子。动力学项诱导粒子之间的非平凡的相关性和反平行的自旋配置在两个亚晶格来积极有利于在零温度。另一方面,如果取热力学极限,然后接近零温度,则产生顺磁行为。热力学极限不与零温度极限交…
2002-04-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Density-matrix functional theory of the attractive Hubbard model: Statistical analogy of pairing correlations
在格点密度泛函理论的框架下研究了具有吸引局域对相互作用的哈伯德模型的基态性质.与布洛赫态占据数分布$η_{\boldsymbol{k}σ}$对应的相互作用能泛函$W[\boldsymbolη]$与具有相同$η_{\boldsymbol{k}σ}$的非相互作用费米子系统的熵$S[\boldsymbolη]$之间存在显著的相关性。$W[\boldsymbolη]$和$S[\boldsymbolη]$之间的关系被证明是近似线性的基态可表示的占领数分布范围广泛的$η_{\boldsymbol{k}σ}$。利用这一统计类比,给出了吸引哈伯德模型的$W[\boldsymbolη]$的一个简单的显式解析式,该解析式可应用于任意周期系统.这种近似的准确性证明通过计算的主要基态属性的模型上的几个一维和二维的二分和非二分晶格,并通过比较结果与精确对角化。
2022-12-01 cond-mat.str-el
Shiba duality and $η$-altermagnetism: Pairing and charge orders in bipartite attractive Hubbard models
Department of Physics, University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校物理系)
研究二分吸引哈伯德模型中的配对与电荷序,通过柴田对偶性定义η-交变磁性,利用\(\mathcal{\tilde{P}}\mathcal{\tilde{T}}\)对称性及跳跃打破简并产生不同结构的η-ALM,经计算发现多种波分裂结构并探讨推广与探测。
2026-07-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum simulator of extended bipartite Hubbard model with broken sublattice symmetry: magnetism, correlations, and phase transitions
本文描述了一个子晶格对称性破缺的扩展二分哈伯德模型的量子模拟器。该模拟器由一个结构化的横向门限制在一个量子阱中的二维电子到人工极小安排在一个六边形晶格。亚晶格对称性破缺是通过形成具有锯齿形边缘的人工三角形石墨烯量子点(ATGQD)来产生的。由此产生的扩展哈伯德模型产生可调的比例的隧道强度,电子-电子相互作用和亚晶格对称性与控制的形状。模拟器的有效性被确认为小系统使用平均场和精确对角化多体方法,该方法表明,基态的变化从金属反铁磁(AF)相通过改变站点之间的距离或深度的限制电位。这些三角形点的单电子谱包含费米能级的宏观简并壳层。壳层在弱相互作用(金属相)的平均场水平下持续存在,但在AF相的强相互作用下消失。我们确定的基态,总自旋和激发光谱作为填充的ATGQD的功能的电子-电子相互作用的影响。我们发现,半充满的电荷中性壳层导致部分自旋极化状态在金属和AF制度根据Liebs定理。在这两种制度中,一个相对较大的差距分离自旋极化的基态的第一个激发多体状态在半填充的简并壳。通过添加或移除电子,该带隙急剧下降,并且交替的总自旋态出现,其能量几乎退化到自旋极化基态。
2022-03-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Identification and optimization of accurate spin models for Fermi-Hubbard ladders using matrix product states
Donostia International Physics Center (DIPC)(多诺斯蒂亚国际物理中心);University of the Basque Country (UPV/EHU)(巴斯克大学);IKERBASQUE, Basque Foundation for Science(伊克尔巴斯基奎,巴斯克科学基金会)
针对非二分费米-哈伯德梯子,利用密度矩阵重整化群模拟,构建优化离域费米子模式,证明其低能性质可由受挫J1-J2海森堡链有效描述。
2026-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Rigorous results on the ground state of the attractive SU($N$) Hubbard model
研究了具有粒子-空穴对称性的吸引SU($N$)哈伯德模型.该模型被定义在一个二分格上,在$A$ $(B)$子格中的位置数为$N_A$ $(N_B)$。我们证明了三个定理,使我们能够确定基本的基态性质:简并度,费米子数,和SU($N$)量子数。当$|N_A-N_B|$为宏观大时,基态呈现电荷密度波序。这些定理适用于任意维的二分格,即使没有平移不变性。
2021-01-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Absence of topological degeneracy in the Hubbard model on honeycomb lattice
结果表明,蜂窝格点上的哈伯德模型基态的唯一符号结构可能导致该二分系统不具有拓扑简并性,而当系统定义在环面上时,该符号结构对$Z_{2}$规范流不敏感.以蜂窝格点上变分Mott绝缘态为例,说明了基态的符号结构与拓扑简并度的(不存在)之间的密切关系.
2010-10-25 cond-mat.str-el
Discrete Symmetries and Transformations of the Hubbard Model
我们证明了,除了SO(4)之外,二分格上半填充的哈伯德模型还有一组离散的对称和变换。一个独特的Hubbard-Stratonovich分解的相互作用项,将自旋和pseudospin变量在平等的基础上,发现这些对称性是明显存在的。这在平均场和一个循环重正化组水平的后果进行了讨论。
1997-12-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Particle-hole symmetry of charge excitation spectra in the paramagnetic phase of the Hubbard model
哈伯德模型的Kotliar和Ruckenstein从玻色子表示允许获得近似的电荷动力学响应函数产生的高斯波动周围的顺磁鞍点的解析形式。数值计算结果表明,在物理极限下,电荷激发谱由连续谱、各向异性零声速的无隙集体模式和$ω\approx U$处的相关诱导高频模式组成。在这项工作中,我们表明,这个解析表达式服从粒子-空穴对称性的模型上的任何二分晶格与一个原子的单位晶胞。该方法的其他正式方面也得到了解决。
2017-09-29 cond-mat.str-el
An exactly solvable BCS-Hubbard Model in arbitrary dimensions
本文引入了一个任意维的精确可解BCS-哈伯德模型.该模型描述了一个等自旋对的p波BCS超导体在二分体(立方体、正方形等)上运动。具有在位Hubbard相互作用$U$晶格。当BCS配对幅度$Δ$等于跳变幅度$t$时,该模型对任意的$U$都是精确可解的.在本文中详细描述的解决方案的性质。精确解的构造平行于$S=1/2$量子自旋的精确可解Kitaev蜂窝模型,可以看作Kitaev构造到$S=1/2$相互作用格点费米子的推广.本文讨论的BCS-哈伯德模型只是一大类可以用类似方法构造的精确可解格点费米子模型中的一个例子。
2017-10-03 cond-mat.str-el
Hidden Kondo lattice physics in single-orbital Hubbard models
本研究通过基变换将单轨道Hubbard模型映射为多轨道描述,揭示了在平带或范霍夫奇点系统中铁磁近藤晶格行为的涌现,并解释了非费米液体态与赝能隙的起源。
2024-10-18 cond-mat.str-el
Hubbard model with bond-charge interaction on a triangular lattice: a renormalization group study
本文研究了三角晶格上半充满带的键荷相互作用哈伯德模型。在粒子-空穴对称点处,可以在参数空间的两个相反区域中详细分析模型。利用实空间重整化群计算了整个参数空间的基态能量和局域矩。RG结果符合相应限度内的精确结果。在中间区域的参数空间的RG结果清楚地显示的效果的非二分的几何形状的晶格,以及缺乏对称性的反转的符号的跳跃矩阵元素。
1999-04-05 cond-mat.str-el
Leveraging Machine Learning to Alleviate Hubbard Model Sign Problems
在非二分格点上相互作用系统的格点蒙特卡罗计算中,即使在化学势为零的情况下,也会出现一个振荡的虚相,称为相位或符号问题。缓解符号问题的一种方法是通过全纯流方程将状态变量的积分区域解析地延续到复平面中。对于渐近大流量时间的状态变量的方法流形的恒定虚相称为莱夫谢茨顶针。然而,流动这样的变量和计算随后的雅可比矩阵是一个计算要求很高的过程。在本文中,我们证明了神经网络可以被训练成参数化适合这类符号问题的流形,并大大降低了计算成本。我们将我们的方法应用到非二分三角形和四面体上的哈伯德模型。在强相互作用强度和适度的温度下,四面体遭受严重的符号问题,不能克服与标准的重新加权技术,而它很快就屈服于我们的方法。我们基准我们的结果与精确的计算和评论这项工作的未来方向。
2020-06-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el hep-lat
Doublon-holon binding, Mott transition, and fractionalized antiferromagnet in the Hubbard model
我们认为,双占用(doublon)和空(holon)网站之间的绑定管理的非相干激发,并在Mott过渡中起着关键作用,在强关联的Mott-Hubbard系统。在哈伯德模型的Kotliar-Ruckenstein从玻色子泛函积分公式中,构造了一个新的具有doublon-holon束缚的鞍点解.在半填充蜂窝晶格和正方晶格上,发现基态在$U_{c1}$处表现出从顺磁半金属/金属到具有相干准粒子的反铁磁有序Slater绝缘体的连续跃迁,然后在$U_{c2}$处发生Mott跃迁,进入电子分馏的AF $^*$相,没有相干激发。这样的相结构似乎是一般的二分格没有挫折。我们发现,doublon-holon绑定统一的三个重要的想法强关联:相干准粒子,非相干哈伯德带,和deconfined莫特绝缘体。
2014-05-21 cond-mat.str-el
$η$-pairing in correlated fermion models with spin-orbit coupling
将Hubbard模型中的$η$ -配对理论推广到具有自旋轨道耦合(SOC)的Hubbard模型中,得到了$η$ -配对算符是哈密顿量本征算符的条件.因此,尽管$SU(2)$自旋对称性被SOC显式破缺,但$η$配对揭示了自旋-轨道耦合Hubbard模型中精确的$SU(2)$赝自旋对称性。特别地,这些精确结果可以应用于各种具有SOC的哈伯德模型,其非相互作用极限可以是Dirac半金属,Weyl半金属,单线半金属,和陈式绝缘体。$η$配对条件还对这些系统的频带拓扑施加约束。然后,我们构建并专注于一个相互作用的狄拉克半金属模型,它表现出精确的赝自旋对称微调参数。建立了精确的$η$配对基态(动量为$\bmπ$或$\bm{0}$)和精确的电荷密度波基态的稳定区域。在这些不同的破缺相之间,存在一条精确可解的多临界线。最后,我们讨论了可能的实验实现我们的结果。
2020-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Exact Hole-induced Resonating-Valence-Bond Ground State in Certain $U=\infty$ Hubbard Models
本研究证明三角仙人掌晶格上$U=\infty$ Hubbard模型中单个空穴运动可诱导最近邻共振价键基态,结果可推广至对应$t$-$J$模型,是Nagaoka铁磁性定理的弱逆命题。
2022-09-08 cond-mat.str-el math-ph math.MP
Symmetry Protected Dynamical Symmetry in the Generalized Hubbard Models
本文给出了广义哈伯德模型动力学的一个定理。这个定理表明,单粒子哈密顿量的对称性可以保护一种由相互作用驱动的动力学对称性。这里的动力学对称性是指某些观测量的时间演化在排斥和吸引哈伯德模型之间是对称的。我们证明了我们的定理与三个不同的例子中,对称性涉及二分晶格对称性,反射对称性和平移对称性。这些例子中的每一个都与最近的一个关于光晶格中动力学的冷原子实验有关,在光晶格中,这种动力学对称性被证明。这些实验包括冷原子的膨胀动力学、合成磁场中原子运动的手征性和电荷密度波序的熔化。因此,我们的定理为这些看似不同的现象提供了一个统一的观点。
2017-08-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Multitude of Topological Phase Transitions in Bipartite Dice and Lieb Lattices with Interacting Electrons and Rashba Coupling
我们报告的结果Hartree-Fock研究应用于相互作用的电子在两个不同的二分晶格:骰子和Lieb晶格,在半填充。在相图$U$ - $λ$中,两种晶格都发展出亚铁磁有序,其中$U$是Hubbard原位排斥,$λ$是Rashba自旋轨道耦合强度。我们的主要结果是观察到一个意想不到的众多的拓扑阶段的两个晶格。所有这些相都是亚铁磁性的,但它们之间的区别在于它们的六个陈数(六个数字是因为单位晶胞有三个原子)。在我们的研究中观察到的陈数$|C|$的范围从0到3,表明大的陈数可以通过电子相关性的影响来获得,增加了最近讨论的方法,以增加$|C|$的基础上扩展跳跃范围的紧束缚模型,使用突然猝灭,或光子晶体,所有不包括电子相互作用。
2021-12-21 cond-mat.str-el
Entanglement properties of the antiferromagnetic-singlet transition in the Hubbard model on bilayer square lattices
我们使用Grover最近提出的量子MonteCarlo方法计算了$L\times L\times 2$双层哈伯德模型的\Renyi纠缠熵。{ \bf 111},130402(2013)]。两种类型的bipartition进行了研究:(一)分为两个$L \times L$平面的晶格,和(ii)一个分为两个相等的大小($L\times L/2\times 2$)双层的晶格。我们比较我们的计算与紧束缚模型研究的相关矩阵方法。正如预期的那样,二分区(i)的熵与$L^2$成比例,而后者与$L$成比例,可能有对数校正。反铁磁到单重态转变的开始表现为在单重态相中,前者饱和到最大值,后者饱和到较小值。我们评论的数值结果与增加$U$,这将是必须克服的临界行为和对数校正之前,可以量化的大的不确定性。
2014-09-17 cond-mat.str-el
Hidden symmetry of Bogoliubov de Gennes quasi-particle eigenstates and universal relations in flat band superconducting bipartite lattices
本研究在二分晶格吸引Hubbard模型框架下揭示平带超导中Bogoliubov de Gennes准粒子本征态的隐藏对称性,推导了与跃迁项无关、抗无序的配对及超流权重普适关系,为平带超导工程提供理论支撑。
2024-03-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantized Lattice Dynamic Effects on the Peierls transition of the Extended Hubbard Model
用密度矩阵重整化群方法研究了与量子化声子耦合的扩展哈伯德模型的Peierls跃迁.根据我们早期对自旋佩尔斯系统的研究,我们使用了一个声子谱,该声子谱在一个无间隙的、无色散的(爱因斯坦)极限和一个无间隙的、色散的(德拜)极限之间插值,以研究整个频率范围。各种各样的理论探针被用来确定量子相变,包括能隙交叉,有限尺寸标度分析,和二分量子纠缠。所有这些探针都表明,在非零电子-声子耦合$g_{\text c}$下,电子-电子相互作用不为零时,观察到Berezinskii-Kosterlitz-Thouless型跃迁.从爱因斯坦极限到德拜极限的外推伴随着固定光学($q=π$)声子带隙的$g_{\text c}$的增加。因此,我们得出结论,二聚基态是更不稳定的德拜声子,声子色散的引入重整化的有效电子晶格耦合的Peierls-活性模式。通过改变库仑相互作用,$U$,我们观察到一个广义Peierls过渡,中间的非相关($U=0$)和自旋Peierls($U\to\infty$)的限制,其中$U$是哈伯德库仑参数。利用含Debye声子的推广哈伯德模型,研究了\textit{trans} -聚乙炔体系的Peierls跃迁,发现该跃迁接近临界区.
2010-10-28 cond-mat.str-el
Néel Ordered Magnetic Phases in Bipartite Quasicrystals
School of Physics, Beijing Institute of Technology(北京理工大学物理学院);Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院理论物理研究所)
研究发现双分准晶体中尼尔有序态可为AM或FM,提出基于对称性的判据,为准晶体磁性研究提供理论依据。
2026-10-21 cond-mat.str-el
Ferromagnetism in the Hubbard model: Influence of the lattice structure
本文用谱密度方法研究了单带哈伯德模型中晶格结构对铁磁性可能性的影响。d= \infty超立方晶格不显示磁性相变的第二顺序无关的强度的库仑耦合。然而,一阶过渡到有限的磁矩,不可见的奇异的顺磁磁化率,可能会出现在非常强的耦合制度。在d=3的第二阶转换,但只有非常强的耦合,其中的非局部性的电子自能有利于自发的磁矩的行为。自能的非局部部分的影响对于具有小配位数的晶格特别强。非二分面心立方晶格表现出饱和的铁磁性为所有的带占领$1\le n\le 2$,而小于半填充带($0\le n\le 1$)的系统仍然在任何情况下顺磁性,以及为d=3以及d= \infty。居里温度在$n=1.4$附近达到最大值,对于$n\to 1$和$n\to 2$,居里温度消失。
1997-05-30 cond-mat.str-el
Quasi-One-Dimensional Quantum Ferrimagnets
本文研究了二分准一维格点上半满哈伯德模型的精确对角化问题。特别地,我们强调亚铁磁基态性质的依赖性,及其相关的磁激发,库仑排斥U。
2005-03-02 cond-mat.str-el
Adiabatic freezing of entanglement with insertion of defects in a one-dimensional Hubbard model
我们报道了掺杂的一维哈伯德模型的基态相位,对于大的现场相互作用由$t$ - $J$哈密顿量,其中现存的纠缠是不变的扰动或突然变化的系统参数,称为绝热冻结的现象。我们观察到,在金属Luttinger液相的模型二分纠缠多项式衰减,并被冻结,相反的变量,指数衰减的相分离和超导自旋间隙阶段。值得注意的是,在低的固定电子密度,自旋带隙相显示出显着的亲和力掺杂共振价键气体,多体纠缠冻结在所有参数空间。我们注意到,纠缠,在一般情况下,是敏感的外部扰动,在几个系统中观察到的,迄今为止,没有这样的不变性或冻结行为已被报道。
2018-09-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Block spin magnetism and metal-insulator transition in a two-dimensional Hubbard model with perfect vacancy superstructure
本文研究了具有完全空位超结构的正方晶格哈伯德模型的相图。该模型也可以定义在一个新的二分格上,每个构建块由一个最小正方形组成。精确求解了非相互作用模型,在弱的块间跳跃区,费米能级处出现了中带隙。增加库仑相互作用将发展具有不同块自旋矩的Néel反铁磁序。在磁不稳定性$U_{\rm M}$之上发生了$U_{\rm MI}$小于无空位的金属-绝缘体转变。新兴的中间磁性金属相发展基本上在温和的块间跳跃制度。在非相互作用的带状绝缘体的边缘上的有序矩和间隙幅度的急剧增加表明磁性半导体和莫特绝缘体之间可能存在区别。这些结果对最近发现的(A,Tl)$_{y}$ Fe $_{2-x}$ Se $_2$化合物的意义进行了讨论.
2011-07-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hubbard model with SU(4) symmetry
在所考虑的模型中,费米子在二分格的不同子格中的非定域相互作用被引入。它也可以被看作是费米子与相反的“超荷”的局域相互作用。哈密顿量中的相应项是SU(4)不变的,似乎是统一了反铁磁和d波超导序参量的SO(5)不变模型的最易处理的版本。该模型主要在弱相互作用极限和平均场近似下进行了研究。在半充满附近,反铁磁临界温度出现峰值。然而,超导转变发生在费米面穿过态密度为反耦合系数量级的区域时。因此,在平均场近似下,存在一个化学势值的区间,在此区间内,系统在任意高温下都是超导体。的比热,霍尔系数,和直流电导率在正常阶段的温度依赖性与实验观察到的高$T_c$铜酸盐。
1998-07-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconducting Transitions in Flat Band Systems
平带中强关联量子粒子的物理学最初是作为一条通往巡回铁磁性的途径而被探索的,事实上,李布的一个著名定理严格地建立了一个二分晶格上的排斥哈伯德模型的基态,每个子晶格中的位置数量不等,在半填充时必须有非零的自旋S。最近,由于可能存在新的拓扑绝缘体、玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)相,人们对Lieb几何产生了兴趣。在本文中,我们扩展的理解吸引力的哈伯德模型的Lieb晶格上使用行列式量子蒙特卡罗研究真正的空间电荷和对关联函数没有解决的Lieb定理。
2014-08-05 cond-mat.str-el
Eta-pairing states as true scars in an extended Hubbard Model
η配对态是由Yang [Phys.Rev.Lett.]首先发现的超立方晶格上的哈伯德模型的一组精确已知的本征态。63,2144(1989)]。这些态不是哈伯德模型中的多体疤痕态,因为它们占据了由所谓的"η-配对SU(2)"对称性定义的独特对称扇区。我们研究了由Hirsch [Physica C 158,326(1989)]推广的具有键-电荷相互作用的扩展哈伯德模型,其中η-配对态在没有η-配对对称性的情况下存活并成为真正的疤痕态。我们还讨论了由Schecter和Iadecola [Phys. Rev. Lett. 123,147201(2019)],并系统地得出所有最近邻项,这些项在1D中保留了这些疤痕塔。我们也将这些条件推广到任意二分格。我们的研究自旋-1 XY模型也导致我们几个新的疤痕模型,包括自旋-1/2 $J_1-J_2$模型与Dzyaloshinkskiii-Moriya相互作用,在现实的量子磁体设置在1D和2D。
2020-06-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Exploring competing density order in the ionic Hubbard model with ultracold fermions
利用费米子原子与光晶格相互作用的双组分气体,实现并研究了离子哈伯德模型。二分晶格具有蜂窝状几何形状,其交错的能量偏移明确地破坏了反转对称性。使用原子动量分布的噪声相关测量确定不同的密度有序相。对于弱相互作用,几何形状诱导电荷密度波。对于强排斥的相互作用,我们检测到一个强大的抑制双占据的网站,如预期的莫特绝缘状态,和外部破坏反转对称性是不可见的密度分布。在不同的配置中的局部密度分布的特点是通过测量作为相互作用和能量偏移的函数的双重占据的晶格位置的数量。我们进一步探测的激发系统使用方向依赖调制光谱,并发现一个复杂的频谱,我们比较的理论模型。
2015-09-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Revisiting the Hybrid Quantum Monte Carlo Method for Hubbard and Electron-Phonon Models
混合量子蒙特卡罗(HQMC)方法的一个独特之处是可以模拟亚立方尺度下的无负号格点费米子模型。在这里,我们将重新审视各种模型的算法。我们将证明,对于哈伯德模型的HQMC遭受遍历性问题和无界力的有效行动。这些问题的解决方案可以在辅助场的复杂化方面找到。HQMC的这种实现方式并不试图正则化费米子矩阵以规避上述奇异性,它并不优于具有立方标度的单自旋翻转行列式方法。另一方面,我们将认为,有一组模型,其中HQMC是非常有效的。这个类的特点是有效的行动自由的奇点。使用马约拉纳表示,我们表明,模型,如苏-施里弗-Heeger哈密顿半填充和二分格属于这一类。对于该特定模型,实现了次立方缩放。
2018-03-08 cond-mat.str-el hep-lat nucl-th
Universal approach to p-wave triplet superconductivity in the Hubbard models
由于自旋三重态超导在拓扑量子计算中的潜在应用,在凝聚态物理中得到了积极的研究。涉及相互作用的相关配对机制仍然是一个重要的研究课题。在这里,我们提出了一个通用的方法来获得p波三重态超导性的哈伯德模型通过简单地改变的跳跃幅度的符号的自旋下降的电子,并将其应用到三个原型二维晶格(蜂窝,正方形,三角形)。半填充时的母汉密尔顿量具有长程磁序,对于受抑三角晶格,它在所有三个方向上都是铁磁的,对于二分蜂窝和正方形晶格,它在xy平面(z方向)上是铁磁的(反铁磁的)。通过有限尺寸标度估计,在蜂窝晶格和三角晶格上的某些临界相互作用处发生磁转变。当系统被掺杂时,我们发现三重态p波配对是主要的超导不稳定性。我们证明它的出现与掺杂引起的强铁磁自旋涨落密切相关。我们的结果提供了一个理解的微观三重态配对机制,将有助于寻找自旋三重态超导材料。
2023-03-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Exact Bethe ansatz spectrum of a tight-binding chain with dephasing noise
我们构造了任意二分格点上的紧束缚模型与虚相互作用强度的哈伯德模型之间的精确映射。在一维情况下,应用Bethe近似方法可以得到精确的多体Liouvillian谱。我们发现,无论是非平衡稳态和主导衰变模式描述的弛豫在后期的哈伯德模型的η-配对对称性。我们发现耗散系统中任意k点关联函数的时间演化与相应哈伯德模型的k粒子态之间存在着显著的关系。
2016-09-06 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el nlin.SI
Construction of $G_2$ symmetry in a Hubbard-type model
本文在二部格点上的自对偶Hubbard类型模型中构造了$G_2$对称性,揭示了其自发破缺为$SU(3)$或$SU(2)\ imes U(1)$的机制,并阐明了量子无序态下产生的低能有效规范理论。
2024-12-23 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Polaronic mechanism of Nagaoka ferromagnetism in Hubbard models
本文提出基于铁磁极化子形成的Nagaoka铁磁性普适机制,通过密度矩阵重整化群计算研究极化子性质及磁态内部结构,揭示可移动极化子对全局铁磁序形成的关键作用。
2024-11-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Density-matrix renormalization study of the Hubbard model on a Bethe lattice
利用密度矩阵重整化群(DMRG)方法研究了配位数为$z=3$的Bethe晶格上的半满哈伯德模型.基态性质,如能量$E$,平均局部磁化$<\hat S_z>$,其波动$<\hat S_z^2 > - < \hat S_z>^2$和各种自旋相关函数$<\hat S_z(i) \hat S_z(j) > - < S_z(i)> < S_z(j)>$确定为库仑相互作用强度$U/t$的函数。计算出的局部磁矩$<\hat S_z(i)>$单调增加库仑排斥$U/t$形成反铁磁自旋密度波状态相匹配的两个子晶格的二分贝特晶格。在大的$U/t$下,由于最近邻(NN)自旋之间的交换波动($|< S_z(i)>|\simeq 0.35$用于$U/t\to +\infty$),$<\hat S_z(i)>$相对于饱和值1/2强烈减小。$<S_z(i)^2> - < S_z(i)>^2$显示出$U/t=2.4$ --2.9的最大值,这是由于$<S_z(i)^2>$随$U/t$增加而通常增加与在大$U/t$下形成重要的永久力矩$<S_z(i)>$之间的相互作用。NN网站显示反铁磁自旋相关性,增加库仑排斥。相反,接下来的NN位点在整个$U/t$范围内相关性非常弱。通过与紧束缚精确结果、海森堡模型的独立DMRG计算和简单的一阶微扰估计的比较,讨论了DMRG结果的准确性。
1998-09-10 cond-mat.str-el
A description of the Hubbard model on a square lattice consistent with its global $SO(3)\times SO(3)\times U(1)$ symmetry
本文构造了具有最近邻转移积分$t$、在位排斥$U$和$N_a^2\gg 1$位的正方形格子上的哈伯德模型的描述,该模型与其精确的整体$SO(3)\times SO(3)\times U(1)$对称性一致.我们的研究得益于最近发现的任何二分晶格上的模型的全局对称性与在一组定义良好的算符和量子对象的适当的电子-旋转电子幺正变换下的变换律的相互作用。对于$U/4t>0$,这些对象的占位配置生成跨越单电子和双电子子空间的能量本征态。本文定义的子空间几乎包含了单电子和双电子算符零自旋密度基态激发的全部谱重。我们的描述涉及三个基本的对象:电荷$c$费米子,自旋-1/2自旋子和$η$ -自旋-1/2 $η$ -自旋子。就像在色动力学中一样,夸克有颜色,但所有夸克复合物理粒子都是颜色中性的,$η$ -自旋(和自旋子)在该变换下不是不变的具有$η$自旋1/2(和自旋1/2),但$η$的一部分-自旋中性(和自旋中性)$2ν$ - $η$ -自旋(和$2ν$ -自旋)复合$ην$费米子其中$ν=1,2,...$是$η$ -自旋子的数目这里介绍的描述与在$x=0$空穴浓度下半填充的具有反铁磁长程有序的Mott-Hubbard绝缘基态和在半填充的具有短程有序的Mott-Hubbard绝缘基态一致。范围自旋顺序为一个明确定义的范围内有限的空穴浓度$x>0$。
2010-04-09 cond-mat.str-el
Duality, Magnetic space group and their applications to quantum phases and phase transitions on bipartite lattices in several experimental systems
利用双涡旋方法,在扩展玻色子哈伯德模型中,统一研究了蜂窝和正方形等二分光晶格中半填充和稍远离半填充时的超流、固体、超固体和量子相变等相.我们还绘制了它的全局相图在$ T=0 $的化学势与动能的比例超过相互作用。本文强调了自洽条件对平移对称破缺绝缘边,特别是电荷密度波边对偶规范场鞍点结构的重要性。我们发现,在平移对称性破缺侧,不同种类的超固体是一般的可能状态稍微远离半填充。提出了一种新的超固体:价键超固体(VB-SS)。在该VB-SS中,任意点的密度涨落都很大,表明它具有超流性质,但两点间键上的玻色子动能是给定的,并打破了晶格平移对称性,表明它具有价束缚性质.可能的未来QMC模拟在两个二分格的影响。所有这些相位和相变都有可能在光学二分晶格上的超冷原子中实现。
2008-05-15 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el math-ph
Pairing enhancement in Betts lattices with next nearest neighbor couplings: Exact results
在有限的二维Betts胞格中,用精确对角化方法计算了具有次近邻耦合的哈伯德模型中的电子不稳定性。一个可行的自旋和电荷相干配对,量子临界点和负电荷间隙区域的信号,发现在8-和10-位贝茨晶格在小和中等U区域与我们的确切结果一致的基本二分几何[物理评论B 78(2008)075431]。证明了Mott-Hubbard绝缘相和相干配对相之间连续温度驱动交叉的等值线。通过优化次近邻耦合参数,得到了系统增强相干配对的光滑和突变相变判据。
2011-12-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The half-filled optical Su-Schrieffer-Heeger-Hubbard model with uniaxial strain
University of California, Davis(加州大学戴维斯分校);The University of Tennessee(田纳西大学)
该研究通过各向异性跳跃模拟单轴应变,结合Hubbard U,绘制了半填充SSH-Hubbard模型的相图,确定了键序波形成的临界温度,并展示了方向依赖的能隙形成。
2026-10-02 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Critical exponents for a spin-charge flip symmetric fixed point in 2+1d with massless Dirac fermions
在哈密顿图中,二分晶格上的自由自旋$1/2$狄拉克费米子具有$O(4)$(自旋-电荷)对称性。在这里,我们构建了一个相互作用的相互作用晶格模型与$V$,这是类似的哈伯德相互作用,但保留了自旋电荷翻转对称性。通过调节耦合$V$,我们可以研究小$V$处的无质量费米子相和大$V$处的有质量费米子相之间的相变.我们构造了一个费米子袋算法来研究这种相变,并找到它是二阶的证据。数值研究表明,该跃迁的普适类不同于早先研究的Hubbard耦合$U$。在这里,我们得到了一些临界指数使用格高达$L=48$。
2021-12-31 cond-mat.str-el hep-lat
Spatial, spin, and charge symmetry projections for a Fermi-Hubbard model on a quantum computer
本文提出了一种扩展的自适应变分量子本征解(VQE)方法,并将其应用于二分格点上的二分量Fermi-哈伯德模型。在扩展的自适应VQE方法中,在适当选择的子空间中,哈密顿量和参数化量子态的Rayleigh商在子空间内最小化,并在量子线路上实现的变分参数之间进行优化,以获得变分的基态和基态能量。相应的能量导数相对于变分参数表示为Hellmann-Feynman型公式的广义本征值问题的子空间,从而使我们能够使用参数移位规则的评估。自然梯度下降法也推广到优化量子子空间展开方法中的变分参数。作为近似哈密顿量基态的子空间,我们考虑了哈密顿量和一个量子投影变分态生成的Krylov子空间,因此近似的基态可以恢复在量子线路上制备的参数化变分态中被破坏的哈密顿对称性.我们表明,空间对称操作的费米子在占领的基础上可以表示为产品的最近邻交换操作的量子线路。我们还描述了如何自旋和电荷对称操作,即,旋转,可以在量子线路上实现。通过数值模拟,我们证明了空间,自旋和电荷对称性投影可以提高参数化变分态的精度,这可以通过扩展Krylov子空间而不增加变分参数的数量来进一步系统地提高。
2022-03-10 cond-mat.str-el quant-ph
Hubbard and Heisenberg models on hyperbolic lattices: Metal-insulator transitions, global antiferromagnetism, and enhanced boundary fluctuations
该研究通过多种理论与数值方法,揭示了开边界双曲晶格上Hubbard与Heisenberg模型的金属-绝缘体转变机制、全局反铁磁序特征及边界涨落增强效应。
2025-02-24 cond-mat.str-el
Structural complexity of snapshots of 2D Fermi-Hubbard systems
本文提出用多尺度结构复杂性分析二维费米-哈伯德模型快照,提供无需理论的实验可测性质,并证明其与熵、双占据等物理量相关。
2024-04-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el physics.comp-ph
Magnetic instabilities in three- and higher-dimensional Hubbard models with different lattice geometries: Impact of nonlocal spatial correlations
Institute of Theoretical Physics, University of Hamburg(汉堡大学理论物理研究所);Institute of Solid State Physics, TU Wien(维也纳工业大学固体物理研究所);Institute for Theoretical Solid State Physics, Leibniz Institute for Solid State and Materials Research Dresden(德累斯顿莱布尼茨固体与材料研究所理论固体物理研究所);Institut für Theoretische Physik und Astrophysik and Würzburg-Dresden Cluster of Excellence ctd.qmat, Universität Würzburg(维尔茨堡大学理论物理与天体物理学系及维尔茨堡-德累塞尔卓越集群ctd.qmat);Theory and Simulation of Condensed Matter, Department of Physics, King’s College London(伦敦国王学院物理系凝聚态理论与模拟组)
研究通过DMFT和DΓA方法分析不同晶格几何对磁有序相转变温度的影响,发现非局域相关性显著降低DMFT预测温度,并揭示fcc晶格中几何反铁磁性导致有序相消失。
2026-08-28 cond-mat.str-el
Non-Hermitian catalysis of spontaneous symmetry breaking on Euclidean and hyperbolic lattices
Lehigh University(利哈伊大学)
研究非厄米特性如何在欧几里得和双曲晶格上促进自发对称破缺,通过调整邻近跃迁幅度实现有序态形成,揭示零能附近态密度标度特性。
2026-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con