Inelastic neutron scattering signal from deconfined spinons in a fractionalized antiferromagnet
我们计算了在碎裂反铁磁体(AF*)中退禁闭自旋子对非弹性中子散射(INS)的贡献。我们发现,自由自旋-1/2无电荷激发的存在下,导致一个连续的INS信号以上的Neel间隙。这个信号是在通常的自旋1磁振子信号之上发现的,除了通常的自旋1磁振子信号之外,通常的自旋1磁振子信号的最低阶与更传统的受限反铁磁体相同。我们计算了这两个信号的相对权重,发现自旋子对纵向响应有贡献,而磁振子信号在最低阶不存在。在AF* 阶段的磁振子和自旋子之间的相互作用可能的高阶效应进行了讨论。
2002-04-17 cond-mat.str-el
Spinon confinement in the gapped antiferromagnetic XXZ spin-1/2 chain
无限海森堡XXZ自旋-(1/2)链在有缺口的反铁磁制度有两个退化真空和扭结拓扑激发(也称为自旋子)之间插入这些真空作为元激发。应用任意弱交错纵向磁场h在两个相邻的自旋子之间产生长程吸引势,导致它们被限制在“介子”束缚态。利用XXZ模型在退禁闭相h = 0时的可积性,以交错磁场h的强度为小参数,对弱禁闭区h \to +0时两自旋束缚态的能谱进行了微扰计算.在弱限制区的双自旋近似下,计算了局域自旋算符的横向和纵向动力学结构因子。
2022-10-14 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Elementary Excitations in Quantum Antiferromagnetic Chains: Dyons, Spinons and Breathers
考虑到三个原型化合物,TMMC,CsCoCl 3(或CsCoBr 3)和铜苯甲酸盐上获得的实验结果,我们讨论了量子(和经典)反铁磁自旋链的物理中的非线性激发的重要性。
2002-01-17 cond-mat.str-el
Existence of Fermion Zero Modes and Deconfinement of Spinons in Quantum Antiferromagnetism resulting from Algebraic Spin Liquid
研究了代数自旋液体通过自发手征对称性破缺产生的量子反铁磁性。我们认为,在反铁磁体中,有质量的狄拉克自旋子在非弹性中子散射中可以出现宽的高能连续谱。自旋子解除禁闭的机制是由于在单重势中存在费米子零模。Neel矢量可以在紧致U(1)规范场的磁链周围形成Skyrmion组态。值得注意的是,在狄拉克-斯基尔米子复合势中,狄拉克费米子有一个零模。费米子零模的出现禁止了单极子的凝聚,导致了量子反铁磁体中狄拉克自旋子的解除禁闭。
2005-07-04 cond-mat.str-el
Spinon confinement in a quasi one dimensional anisotropic Heisenberg magnet
禁闭是一个过程,通过这个过程,具有分数量子数的粒子结合在一起,形成具有整数量子数的准粒子。组成颗粒被吸引相互作用所限制,吸引相互作用的强度随着颗粒分离的增加而增加,因此,单独的颗粒不会被孤立地发现。这种现象在粒子物理学中是众所周知的,其中夸克被限制在重子和介子中。类似的现象也发生在某些磁性绝缘体中;自旋S=1/2的弱耦合链。这些系统中的集体激发是自旋子(S=1/2)。在低温下,链之间的弱耦合可以引起自旋子对之间的吸引相互作用,这种相互作用随着它们的分离而增加,从而导致限制。本文采用非弹性中子散射方法研究了准一维S=1/2XXZ反铁磁体SrCo_2 V_2 O_8中的自旋约束。自旋激发观察到TN以上的定量协议与既定的理论。在TN以下,自旋子对被限制,观察到具有纵向和横向极化的两个类介子束缚态序列。几种理论方法被用来解释数据。一个新的理论技术的基础上切空间矩阵产品状态给出了一个非常完整的描述的数据,并提供了良好的协议,不仅与束缚模式的能量,但也与它们的强度。我们还成功地解释了温度对激发的影响,包括实验观察到的TN以下纵模之间的热诱导共振,以及TN以上热激发自旋态之间的跃迁。总之,我们的工作建立SrCo 2 V2 O 8作为一个美丽的范例自旋约束在准一维量子磁体,并提供了一个全面的图片,这一过程。
2017-05-03 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
Multi-spinon and holon excitations probed by resonant inelastic x-ray scattering on doped one-dimensional antiferromagnets
在氧$K$边缘的共振非弹性X射线散射(RIXS)最近访问了一维反铁磁体(1D-AFM)\sco中的多自旋子激发,其中四自旋子激发从两自旋子连续体中分离出来。因此,这项技术提供了新的机会,研究在掺杂的一维原子力显微镜的分形准粒子激发。为此,我们进行了掺杂$t$模型的精确对角化研究,并提供了对掺杂1D-AFM的氧$K$边缘RIXS实验的预测。我们发现,RIXS光谱是丰富的,包含不同的两个和四个自旋激发,色散(反)holon激发,以及它们的组合。我们的研究结果突出了RIXS如何补充非弹性中子散射实验通过访问额外的电荷和自旋分量的分馏准粒子。
2018-03-05 cond-mat.str-el
Gapless spinon excitations emerging from a multipolar transverse field in the triangular-lattice Ising antiferromagnet NaTmSe2
通过多种实验与理论计算研究 NaTmSe2,证实其实现横向场伊辛模型,并发现偶极自旋无序与多极自旋极化共存及由多极矩介导的无能隙自旋子激发。
2025-05-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spinon dynamics in quantum integrable antiferromagnets
海森堡反铁磁自旋链在零场中的激发态称为自旋子。作为成对产生的分数激发,自旋子在理解(准)一维材料中的非弹性中子散射实验中具有重要意义。本文研究了各向同性的海森堡自旋1/2模型和Babujan-Takhtajan自旋1模型的反铁磁基态上自旋反转产生的自旋子的真实时空动力学.通过在有限系统尺寸下利用代数Bethe近似方法计算局域磁化强度和自旋-自旋关联的期望值,将自旋子看作是反铁磁自旋序中具有各向异性依赖行为的畴壁.自旋翻转后的自旋-自旋关联显示出一个光锥,满足自旋速度下关联传播的Lieb-Robinson界。
2016-02-11 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Breakdown of Linear Spin-wave Theory and Existence of Spinon Bound States in the Frustrated Kagome Lattice Antiferromagnet
用高分辨飞行时间非弹性中子散射研究了自旋为1/2的kagome晶格反铁磁体Cs $_2$ Cu $_3$ SnF $_{12}$的自旋动力学.平模是受抑kagome反铁磁体的一个特征,低能色散模是由磁振子主导的,可以用线性自旋波理论很好地描述。然而,该理论未能描述三个弱色散模式之间的9和14毫电子伏。这些模式可以归因于两个自旋束缚态,其在远离区中心和高温下衰减为自由自旋,引起连续散射。
2022-02-08 cond-mat.str-el
Spinon Confinement and a Sharp Longitudinal Mode in Yb$_2$Pt$_2$Pb in Magnetic Fields
自旋为1/2的反铁磁链中的基本激发是自旋子,即当成对结合时形成三重激发连续体的非受限分数准粒子。在类伊辛自旋链中,连续区是带隙的,基态是N{é}el有序的。在这里,我们报告高分辨率的中子散射实验,揭示了磁场如何关闭这个间隙,并驱动自旋链在\YPP \到一个临界的,无序的Luttinger液体状态。在\YPP \中,有效自旋-1/2描述了大的、类似伊辛的Yb磁矩的动力学,确保了所测量的激发是完全纵向的,我们发现这可以通过与时间相关的密度矩阵重整化群计算来很好地描述。链间耦合导致自旋子的禁闭,自旋子是量子色动力学中夸克禁闭的凝聚态类似物。不敏感的横向波动,我们的测量显示如何产生一个无间隙的,色散的纵向模式从限制和磁序的演变。
2019-07-01 cond-mat.str-el
Raman scattering signatures of spinons and triplons in frustrated antiferromagnets
本文通过计算耦合海森堡链的磁拉曼强度,证明一维物理产生的自旋子具有可区分的拉曼散射指纹,并与Ca$_3$ReO$_5$Cl$_2$的实验测量高度吻合,从而为区分平凡与拓扑自旋液体提供了判据。
2024-01-19 cond-mat.str-el
Spinon excitation and Möbius boundary condition in S=1/2 antiferromagnetic Heisenberg spin ladder with zigzag structure
本文研究了具有莫比乌斯边界条件的反铁磁锯齿形自旋梯的低激发。利用Lanczos对角化方法和Householder对角化方法计算了锯齿形阶梯在动量空间中的激发谱。然后,我们表明,莫比乌斯边界产生的拓扑缺陷提供了明确的证据,单自旋激发。在此基础上,我们分析了通常周期边界条件下的双自旋散射态。我们进一步讨论了自旋子之间的相互作用效应,以及磁化过程中尖点奇异性的联系。
2001-04-06 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Spinon confinement and deconfinement in spin-1 chains
最近公布的丰富的相图的动机与竞争的次近邻和四自旋相互作用的自旋-1链的挫折,我们调查的性质的自旋-1链的基元激发附近的相变使用矩阵积态(MPS)表示的基元激发。首先,我们证明了在用MPS描述基态和元激发时,自旋子和磁振子都自然地出现在SU(2)不变自旋链中。然后,我们调查的性质的基本激发跨越一阶过渡之间的Halflion阶段和拓扑平凡的次近邻Halflion阶段。我们明确地表明,自旋在过渡解除罚款,我们计算这些解除罚款自旋与MPS的色散。我们还表明,立即远离过渡线,自旋限制,形成分散的自旋/反自旋束缚态两侧的过渡。最后,我们表明,退禁闭自旋也出现在过渡的Halfenic相和自发二聚相之间的过渡时,这种过渡是一阶的。
2022-06-08 cond-mat.str-el quant-ph
Confinement and deconfinement of spinons in a frustrated spin-1/2 Heisenberg model
在这篇文章中,我讨论了A. A. Nersesyan和A. M. Tsvelik,Phys. Rev. B{ \bf 67},024422(2003)。相图包含由价键晶体(VBC)状态分离的$(π,0)$和$(π,π)$反铁磁相。我认为,在上述工作中预测的解除限制自旋的相图的点,位于VBC状态的中间,在二聚序参量改变符号的点。
2004-08-10 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Spinons and triplons in spatially anisotropic frustrated antiferromagnets
寻找分数量子数的元激发态是现代凝聚态物理的一个核心挑战。我们探讨了几种材料,自旋1/2空间各向异性受挫海森堡反铁磁体在二维的现实模型的可能性。通过将希尔伯特空间限制为海森堡链的精确本征态所表示的空间,我们导出了在弱链间耦合区域有效的薛定谔方程。从这个方法的动态自旋关联同意定量与非弹性中子测量的三角形反铁磁体Cs_2CuCl_4。这种反铁磁体的光谱特征可以归因于两种类型的激发:单个链的一维自旋子的后代,以及自旋子对的相干传播的“三体”束缚态。我们认为,三重子是空间各向异性的阻挫反铁磁体的通用功能,并出现,因为绑定自旋对降低其动能链之间的传播。
2007-06-14 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Quantum topological transitions and spinons in metallic ferro- and antiferromagnets
本文导出了一个描述哈伯德模型磁相涨落效应的有效哈密顿量。比较了自旋转动Kotliar-Ruckenstein从玻色子和Ribeiro-Wen dopon表示。在准动量空间中,将自旋下降的费米面消失后的半金属铁磁态的量子跃迁看作拓扑Lifshitz跃迁。在拓扑学的背景下研究了反铁磁态的巡游局域磁跃迁和Mott跃迁。讨论了Heusler合金中相关的金属-绝缘体转变。
2019-03-26 cond-mat.str-el
From deconfined spinons to coherent magnons in an antiferromagnetic Heisenberg chain with long range interactions
我们研究了具有交错长程相互作用的反铁磁(AFM)海森堡链的激发谱和性质,数值上使用含时密度矩阵重整化群(tDMRG)方法和多自旋近似定性地解释了其主要特征。交换的不受阻碍的长程性质有效地增加了系统的维数,并且链能够经历真正的对称性破缺并发展长程序,从无间隙自旋液体过渡到无间隙有序AFM相。我们计算了动量分辨自旋动力学结构因子,发现对于弱衰变相互作用,Néel序的出现可以与自旋子的束缚态的形成相关联,这些自旋子成为相干磁振子。准粒子带从被推到更高能量的双自旋连续体中泄漏出来。我们的物理图像也支持的行为的激励的实时分析。
2021-01-13 cond-mat.str-el
Spinon confinement: dynamics of weakly coupled Hubbard chains
利用大规模行列式量子蒙特卡罗模拟结合随机解析延拓方法,研究了各向异性正方晶格中弱耦合一维Hubbard链在半填充和弱阻挫存在下的两粒子动力学关联函数.静态自旋结构因子的演变增加链间耦合是暗示从幂律衰减的自旋-自旋相关性在1D极限的准1D制度和$T=0$的远程反铁磁秩序的过渡。在链间耦合的数值可访问的制度,电荷扇区保持间隙。线性自旋波理论很好地描述了自旋激发的低能动量依赖性,其最大强度位于反铁磁波矢附近。这种磁振子模对应于两个自旋子的束缚态。在更高的能量下,自旋子deconfine,我们观察到的两个自旋连续的签名,逐步消失的功能链间跳跃。
2013-08-08 cond-mat.str-el
Confined and deconfined spinon excitations in the rectangular-lattice quantum antiferromagnet
该研究针对高维自旋子出现判据存疑的问题,以空间耦合比为变量研究矩形海森堡晶格的交错通量态,发现体系从一维向二维演化时自旋子在大部分倒易空间逐渐禁闭,仅特定波矢处保持退禁闭。
2025-03-18 cond-mat.str-el
Strong-Coupling Gauge Theory of Nodal Spinons and Antiferromagnetic Phase Transitions
本文将研究一个节结自旋子的规范理论,它是反铁磁海森堡模型的低能有效理论。在目前对节结自旋的研究中,大多假设自旋之间的规范相互作用很弱,忽略了瞬子和涡旋等非微扰效应。本文将研究节结自旋的强耦合规范理论,揭示它的非平凡相结构。为此,我们采用最近发展的格点规范理论技术研究有限温度和有限密度的规范理论。在低温和低自旋密度区,存在AF长程序。随着温度和/或自旋子密度的增加,发生到自旋相的相变。对于自旋子的低(高)密度区,相变的级数为二(一)级。在消失温度T=0的量子临界点处,自旋子密度随化学势的变化发生突变。讨论了这些结果对重费米子材料和高$T_c$铜酸盐的意义。
2006-10-19 cond-mat.str-el hep-lat
Tuning the confinement potential between spinons in the Ising chain CoNb2O6 using longitudinal fields and quantitative determination of the microscopic Hamiltonian
本研究通过施加磁场调节准一维Ising铁磁体CoNb2O6中spinon间的禁闭势,利用非弹性中子散射观察了从弱到强禁闭的谱演化,并通过全局拟合提出了定量重现所有色散及其场依赖性的微观Hamiltonian。
2023-11-20 cond-mat.str-el
From spinons to magnons in explicit and spontaneously dimerized antiferromagnetic chains
我们重新考虑了二聚受抑反铁磁海森堡链的激发谱。该模型是计算Spin-Peierls化合物自发和显式二聚反应的一个简单例子。玻色化理论是双频Sine-Gordon场论。我们用半经典方法分析了激发光谱。基本三重态激发对应于一个扩展的磁振子,其半径发散消失二聚。磁振子的内部振荡产生一系列的激发态,直到另一个磁振子被发射,并达到两个磁振子的连续谱。我们讨论,弱二聚化,以何种方式的磁振子形式作为一个自旋-自旋相互作用势的结果。
1998-10-07 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Confinement of spinons in the XXZ spin-1/2 chain in presence of the transverse magnetic field
本文研究横向磁场对XXZ自旋-1/2链中自旋子禁闭的调控效应,利用两种微扰方案解析计算介子能谱,揭示了横向磁场导致介子模式混合与避免交叉,并给出了动力学结构因子的双自旋子贡献公式。
2024-01-09 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Spinon deconfinement above a finite energy gap in 2d Quantum Heisenberg Antiferromagnets
在非线性西格玛模型近似下,二维正方晶格中常见的自旋为1/2的量子海森堡反铁磁体被证明是另一种新的物质态,它具有高于有限能隙的分数量子数的激发. 1-具有能量$\approx 2πJ$的Skyrmion被证明是由两个“退禁闭自旋”或“SU(2)涡旋”组成的。我们所发现的多skyrmion算符和波函数与量子Hall准粒子算符和波函数有着惊人的相似。我们还预言了在2d中一般自旋S海森堡反铁磁体存在有限能量的自旋S自旋子。一些后果进行了简要讨论。
2000-10-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tomonaga-Luttinger Liquid Behavior and Spinon Confinement in YbAlO$_3$
低维量子磁体是一个有趣的研究领域,因为在强量子涨落的作用下,低维量子磁体会出现集体行为。一维(1D)S = 1/2海森堡反铁磁体是一个典型的例子,其低能量激发,称为自旋子,携带分数自旋S = 1/2。这些分数模可以通过施加交错磁场来重新限制。尽管对这种磁体的理论理解已经取得了相当大的进展,但这种低维物理的实验实现相对较少。这对于稀土基磁体尤其如此,因为强自旋轨道耦合和晶体场分裂的组合引起的大的有效自旋各向异性。在这里,我们证明了稀土钙钛矿YbAlO $_3$提供了一个实现的量子自旋S = 1/2链材料,表现出量子临界Tomonaga-Luttinger液体行为和自旋约束-解除限制在不同区域的磁场-温度相图。
2019-02-11 cond-mat.str-el
Fractional spinon excitations in the quantum Heisenberg antiferromagnetic chain
相互作用的量子粒子的集合经常会以难以预测的特性让我们感到惊讶。最简单的量子多体系统之一是自旋为1/2的海森堡反铁磁链,它是相互作用的磁矩的线性阵列。它的精确基态是一个宏观单态,纠缠着链中的所有自旋。它的基本激发,称为自旋子,是分数自旋1/2准粒子;它们是成对产生的,并通过中子散射检测到。理论预测表明,两个自旋态排气只有71%的光谱重量,而高阶自旋态,尚未被实验定位,预计将参与剩余的。在这里,通过对实现模型的化合物的非弹性中子散射数据进行精确的绝对归一化,我们将全谱权重解释到99(8)%以内。因此,我们的数据建立和量化高阶自旋态的存在。在误差条内,整个重量被限制在两个自旋连续体的边界内,并且线形类似于重新缩放的两个自旋连续体,这一观察使我们能够开发一个简单的物理图像来理解多自旋激发。
2013-06-19 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Infrared optical absorption spectra of CuO single crystals: Fermion-spinon band and dimensional crossover of the antiferromagnetic order
我们已经获得了中红外光学吸收光谱的S=1/2准一维CuO使用偏振透射测量和解释的声子辅助磁激发的光谱。当电场平行于主反铁磁方向时,观察到一个三角形峰,峰的最大值在0.23eV处,这是由于Cu-O链上的自旋子引起的。在反铁磁相的低温下,在0.16eV处出现另一个峰,这是由于两个磁振子吸收,但自旋峰仍然存在。这种行为被解释为由于一个维度的交叉,其中低温三维磁相保持一维磁体的短程特性。
2009-11-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
High-dimensional fractionalization and spinon deconfinement in pyrochlore antiferromagnets
在烧绿石和棋盘格点上的Klein型自旋模型的基态被单重二聚体覆盖所覆盖,因而具有广泛的基态简并性。在许多奇异的后果是存在的deconfined分数激发(自旋),通过整个系统的传播。虽然烧绿石晶格上的真实电子模型接近克莱因点,但这个点实际上本质上是不稳定的,因为任何扰动$ε$都会使自旋约束恢复到$T = 0$。我们证明,解除禁闭恢复在有限温度区域$ε\ll T \ll J$,其中解除禁闭相可以被表征为热激发自旋的稀释库仑气体。我们调查的零温度相图远离克莱因点的变分方法的基础上的单重二聚体覆盖的烧绿石晶格,并考虑到它们的非正交性。我们发现,在这些系统中,最近邻交换相互作用不会导致Rokhsar-Kivelson型过程。
2006-12-13 cond-mat.str-el
Observation of spin-conserving two-spinon continuum in the $S$=1/2 antiferromagnetic chain system Sr$_2$CuO$_3$ using Cu $K$-edge resonant inelastic x-ray scattering
本研究利用Cu K边RIXS观测S=1/2反铁磁链Sr₂CuO₃的自旋激发,发现自旋守恒磁激发分数化为双自旋子连续谱,其动量依赖行为异于自旋翻转激发,并用唯象分析解释了共振条件。
2025-10-30 cond-mat.str-el
Resonant inelastic x-ray scattering spectra of spinon, doublon, and quarton excitations of a spin-$\frac{1}{2}$ antiferromagnetic Heisenberg trimer chain
本研究结合DMRG数值方法与微扰理论,分析自旋-1/2反铁磁海森堡三聚体链的RIXS谱,明确了单/双粒子激发对应关系及L、K边激发机制,验证了实验探测可行性。
2025-01-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Structure factor of low-energy spin excitations in a S=1/2 kagome antiferromagnet
在kagome上S=1/2海森堡反铁磁体的基态可以看作是束缚成小而重的单重对的费米子自旋的集合。这个系统中的低能磁激发对应于将电子对分裂成单个自旋子。本文计算了中子与独立自旋对非弹性散射的结构因子。
2010-06-07 cond-mat.str-el
Signatures of gapless fermionic spinons on a strip of the kagome Heisenberg antiferromagnet
在简单而现实的自旋模型中寻找奇异的量子自旋液体态仍然是受抑量子磁学领域的一个核心挑战。在这里,我们考虑的规范最近邻kagome海森堡反铁磁体限制到一个准一维带完全由角共享三角形。使用大规模密度矩阵重整化群计算,我们确定在这个模型中的一个扩展的无带隙量子相位的特征在于中心荷$c=2$和幂律衰减自旋和键能相关振荡在可调的非公度波矢量。我们认为,这个有趣的自旋液相可以理解为一个边缘不稳定的两带自旋费米表面耦合到一个紧急U(1)规范场,一个解释,我们证实通过玻色化分析和Monte Carlo计算模型Gutzwiller变分波函数。我们的结果代表了一个简单的SU(2)不变最近邻海森堡模型中超越严格的一维(Bethe链)限制的涌现费米自旋的第一个数值演示之一。
2018-08-27 cond-mat.str-el
Spectral properties of the square-lattice antiferromagnetic J1-J2 Heisenberg model: confinement and deconfinement of spinons
基于$s=1/2$自旋算符与硬核玻色子之间的映射关系,将集团微扰理论推广到自旋系统,研究了正方晶格上反铁磁$J_{1}$ - $J_{2}$ Heisenberg模型的全激发谱.在$J_{2}\lesssim0.4J_{1}$的Néel相中,除了主要的磁振子激发外,在布里渊区中有一个明显的接近$(π,0)$的连续谱,表明了去精细的自旋1/2自旋激发。在$J_{2}\gtrsim0.6J_{1}$的条纹相中,我们分别在$(π/2,π/2)$和$(π/2,π)$发现了类似的高能双自旋连续谱。中间相的特征在于由一个光谱与完全解除限制的广泛的连续,这是由于一个$Z_{2}$量子自旋液体的帮助下,变分蒙特卡罗分析。
2018-05-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Valence bond solids for SU(n) spin chains: exact models, spinon confinement, and the Haldane gap
首先,我们介绍了SU(3)自旋链的几种精确模型:(1)三聚体链的四格点相互作用的不变性母体哈密顿量,三重简并基态。我们提供了数值证据表明,如果该模型的原始自旋在表示3下变换,则该模型的元激发在SU(3)的表示3下变换。(2)SU(3)链的价键固体的父哈密顿量族,每个格点上的自旋为6,10和8。我们认为,这三个模型,只有后两个表现出自旋约束,因此在激发光谱Haldrons间隙。我们将我们的一些模型推广到SU(n)。最后,我们使用新出现的VBS态的构造规则来论证,如果自旋在对应于由许多可被n整除的盒子λ组成的Young表的表示下变换,则SU(n)自旋的反铁磁链模型通常具有Haldom间隙。如果λ和n没有公约数,自旋链将支持去精细的自旋子,而不会呈现出Half-gap。如果λ和n有一个不同于n的公约数,它将取决于模型的具体情况,包括相互作用的范围。
2007-04-12 cond-mat.str-el
Evidence for Ballistic Thermal Conduction in the One-Dimensional S=1/2 Heisenberg Antiferromagnetic Spin System Sr2CuO3
本文测量了含Pd ~(2+)杂质的Sr_2Cu_(1-x)Pd_xO_3单晶一维S=1/2海森堡反铁磁自旋系统的热导率。结果表明,低温下自旋子沿一维自旋链的平均自由程与由磁化率测量得到的自旋缺陷间有限自旋链的平均长度非常接近。这证明了在低温下Sr 2CuO 3中由于自旋子引起的热传导如理论上预期的那样是弹道的[Zotos等人:物理修订信函55(1997)11029]。
2008-03-17 cond-mat.mtrl-sci 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
Thermal decay of two-spinon bound states in quasi-2D triangular antiferromagnets
本文采用Schwinger玻色子方法研究了准二维三角反铁磁体中双自旋子束缚态的热演化,发现温度升高导致其与自旋子连续谱混合并在$T^*$处发生交叉,揭示了终止Goldstone机制并支持磁子分数化扩展至准二维阻挫系统。
2024-12-19 cond-mat.str-el
Bound spinons in an antiferromagnetic S=1/2 chain with a staggered field
用非弹性中子散射测量了反铁磁S=1/2链CuCl 2 2(dimethylsulfoxide)(CDC)在均匀和交错磁场下自旋激发的磁场依赖性.在波数q=pi和q_i约为pi(1-2)时,从零场双自旋连续体中产生了具有不同有限能量极小值的色散束缚态<S_z>.依赖于场的激发能的比值与量子sine-Gordon模型的呼吸子和孤子解的预测非常一致,该模型是针对交错场中的S=1/2链提出的低能理论。计算结果也与孤子和n= 1,2呼吸子极化及散射截面的理论计算结果一致。
2004-02-24 cond-mat.stat-mech 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
Spinon, soliton and breather in the spin-1/2 antiferromagnetic chain KCuGaF$_6$
利用中子在垂直于(1,1,0)面的零磁场和有限磁场中的非弹性散射和比热测量研究了S=1/2一维反铁磁体KCuGaF 6的元激发. KCuGaF $_6$在低至50 mK的温度下没有表现出长程磁有序,尽管交换相互作用J/k_B=103 K.在零磁场下,观察到了定义明确的自旋激发。自旋激发的des Cloizeaux模和Pearson模的能量比用上述交换常数计算的能量稍大。这种差异主要归因于有效的XY各向异性所产生的大Dzyaloshinsky-Moriya相互作用与交替的D矢量。磁场中的KCuGaF_6用量子sine-Gordon模型表示,其低能元激发由孤子、反孤子和它们的束缚态呼吸子组成。与理论预测不同的是,发现孤子的能量小于第一呼吸子的能量,尽管第一呼吸子的能量与先前ESR测量中观察到的能量一致。
2015-10-28 cond-mat.str-el
Low temperature properties of the triangular-lattice antiferromagnet: a bosonic spinon theory
我们研究了三角晶格海森堡反铁磁体的低温性质与平均场Schwinger自旋-1/2玻色子计划,定量地再现了零温度的能谱推导先前使用级数展开。通过对自旋-自旋和玻色子密度-密度动力学结构因子的分析,确定了非物理自旋激发是由于玻色子局域约束的松弛引起的。这使得我们能够仅基于物理激发来重建自由能,其对熵和均匀磁化率的预测在温度范围$0< T <0.3J内似乎是可靠的,这是难以通过其他方法获得的。在高温膨胀研究中也发现的高熵值可以归因于有限温度下的Roton状窄色散。
2012-12-20 cond-mat.str-el
Quantum magnets with weakly confined spinons: Multiple length scales and quantum impurities
在具有强量子涨落的磁体中,可以实现具有或不具有自旋子激发限制的顺磁基态。在这里,我们讨论了在约束-解除约束转变附近的约束相的物理学:这种状态,可能与许多受抑自旋系统有关,其特征在于多个长度尺度:除了磁相关长度之外,可以定义约束长度,可以探测,例如,通过非磁性杂质附近的局部静态测量。我们通过对二聚自旋链的显式计算来说明这些想法,但我们的定性结果在更高的维度上也是有效的。特别是,我们研究交叉从弱到强约束可见的反铁磁极化云周围的非磁性杂质。我们还讨论了杂质之间的有效磁相互作用,相关的杂质诱导的磁秩序,和核磁共振和中子散射实验的后果。
2009-07-15 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
High-field magnetic resonance of spinons and magnons in a triangular lattice S=1/2 antiferromagnet Cs2CuCl4
研究了高磁场下自旋为1/2的三角晶格反铁磁体Cs2 CuCl 4中电子自旋共振二重态的宽度.在半饱和磁场的磁场中,发现双合线发生坍缩。通过消失的高频分量的二重态的崩溃发生在一个定性的协议与理论预测的S=1/2链。然而,坍缩的场比S=1/2链的预期要低得多。这被认为是由于在磁场中链间交换键的阻挫被破坏,从而恢复了该自旋系统的二维特征。在饱和相,观察到具有拉莫尔频率的模式和一个更弱的模式下移到119~GHz。弱模是交换起源的,它在加热时表现出正的频移,对应于饱和相中磁振子的排斥。
2014-12-11 cond-mat.str-el
Magnons and Spinons in $\mathrm{Ba}_2\mathrm{CoTeO}_6 $: A Composite System of Isolated Spin-$1/2$ Triangular Heisenberg-like and Frustrated Honeycomb Ising-like Antiferromagnets
本文报道了由两个几乎孤立的子系统A和B组成的$\mathrm{Ba}_2\mathrm{CoTeO}_6$中磁有序和激发的中子散射结果,这两个子系统分别被描述为$S\,{=}\,1/2$三角形类海森堡反铁磁体和受抑蜂窝状类伊辛反铁磁体.在$T_{\rm N1}\,{=}\,12.0$ K以下证实了子系统B的条纹有序,而在0.3 K(${\ll}\,T_{\rm N2}\,{=}\,3.0$ K)下沿$(1/3, 1/3, L)$和$(2/3, 2/3, L)$观察到尖锐的条纹。这表明子系统A中有序的二维性质。结果表明,两个子系统的激发光谱分离良好,相互独立。子系统A的激发谱由两个单磁振子分支组成,在M点处具有类似于回旋子的极小值,并具有结构清晰的强连续谱,与在$\mathrm{Ba}_3\mathrm{CoSb}_2\mathrm{O}_9$中观察到的类似,这强烈地指示了自旋子激发。子系统B的色散曲线可以用第三近邻交换相互作用中的线性自旋波理论来描述。
2021-11-18 cond-mat.str-el
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
Quantum oscillations in the hole-doped cuprates and the confinement of spinons
本研究通过从FL*模型到双向电荷密度波金属的转变,证明自旋子禁闭可消除未观测的量子振荡频率,解决空穴掺杂铜氧化物费米面重构问题。
2025-04-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Gauge Invariance and Spinon-Dopon Confinement in the t-J Model: implications for Fermi Surface Reconstruction in the Cuprates
我们讨论的应用程序的两个带自旋-dopon表示的t-J模型,以解决的问题,费米表面重建观察到的铜酸盐。我们发现,电子没有双重占用(NDO)的约束在此配方中起着关键作用。特别地,辅助晶格自旋和巡游dopon自由度的自旋-dopon制定的t-J模型被证明是限制在紧急U(1)规范理论产生的NDO约束。这种约束是由一个无限大的自旋-掺杂耦合的要求。结果表明,t-J模型等价于一个巡游掺杂的近藤-海森堡晶格模型,并且在所有掺杂下都是无限近藤耦合的局域晶格自旋。我们发现,平均场处理的大与小费米面交叉的铜酸盐,离开了NDO约束,导致不一致,它是自动排除的t-J模型框架。
2013-12-20 cond-mat.str-el
A test of the bosonic spinon theory for the triangular antiferromagnet spectrum
利用平均场Schwinger玻色子理论计算了自旋为1/2的三角海森堡模型的动力学结构因子。我们发现,重建的色散,从一个非平凡的重新分配的频谱重量,同意与最近发现的自旋激发谱与级数展开。特别是,我们恢复了强重整化相对于线性自旋波理论随着外观的Roton样极小。此外,在类旋子极小值附近,两个自旋连续统对静态结构因子的贡献约占总重量的40%。通过计算密度-密度动力学结构因子,我们在平均场水平上识别出了Schwinger玻色子局域约束松弛的自旋激发谱的非物理弱信号.基于对静态和动态基态性质的精确描述,我们认为玻色自旋子理论应该被认真考虑作为解释三角海森堡模型物理的有效替代。
2011-04-05 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
From confined spinons to emergent fermions: Observation of elementary magnetic excitations in a transverse-field Ising chain
本文报道了类Ising反铁磁链状化合物SrCo $_2$ V $_2$ O $_8$中基元磁激发随温度和外加横向磁场(25 T)变化的光谱研究.在Néel温度为5 K以下的反铁磁相中,确定了约束自旋子的光学和声学分支,零场元激发,并由一维薛定谔方程描述。在7 T下,外加横向场可以抑制量子限制,并诱导出量子无序相。在这个无序顺磁相,我们观察到三个新兴的费米激发不同的横向场的依赖关系。通过对一维横场Heisenberg-Ising(XXZ)模型的自旋动力学结构因子的研究,利用无限时间演化的分块抽取方法,阐明了这些模式的本质。我们的工作揭示了量子涌现现象,并为证明一维量子自旋模型的理论预言提供了一个具体的系统。
2016-09-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
On two descriptions of disordered phase of 2D quantum antiferromagnets: monopole plasma and Kalb-Ramond fields
本文研究了轻玻色旋子与紧致规范场的相互作用系统。通过推广Polyakov关于紧致规范场的工作,将系统映射到非对称等离子体模型和与反对称Kalb-Ramond规范场耦合的开放面模型。基于这两个模型计算了存在轻自旋时的自旋关联函数。
2005-10-25 cond-mat.str-el
On Spin 1/2 Excitations and Quantum Criticality in Two Dimensional O(3) Antiferromagnets
我们证明了,尽管没有Hopf项和零Berry相项,2+1维量子反铁磁体的N`eel有序相仍具有自旋1/2的激发态,即自旋子.自旋子是拓扑性质的skyrmion激发。由于Skyrmion间隙与自旋刚度成正比,量子临界对应于Skyrmion间隙坍缩。我们推测,skyrmions是相关的临界性,也许,有关最近的建议的临界细分。
2005-10-05 cond-mat.str-el