FFLO strange metal and quantum criticality in two dimensions: theory and application to organic superconductors
增加超导体中的自旋不平衡可以通过形成具有有限动量的库珀对来空间调制能隙。对于与费米能量相比的大的不平衡,非均匀FFLO超导体最终变成正常金属。有越来越多的实验证据表明,这种情况下,在二维有机超导体在大平面内磁场,这是补充正在进行的努力,以实现这种情况下,在耦合管的原子费米气体自旋不平衡。然而,从金属到FFLO超导体的相变的理论至今尚未发展,普适类仍然未知。在这里,我们提出并分析了自旋不平衡驱动的量子临界点之间的二维金属和FFLO相在各向异性电子系统。我们推导出电子和玻色子FFLO对在这个量子相变的有效作用。使用这个行动,我们预测非费米液体的行为和准粒子的情况下,在一组离散的热点上的费米表面。这导致了热力学和响应函数中奇怪的幂律,这些幂律可以用现有的2D有机超导体实验装置进行测试,并且也可以作为难以捉摸的FFLO相本身的签名。建议的普适性类是不同于以前已知的量子临界金属,因为它的临界波动已经出现在配对通道,一个有前途的候选人裸金属量子临界在扩展的温度范围内。
2016-02-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el hep-th
Overdamped antiferromagnetic strange metal state in Sr$_3$IrRuO$_7$
通过共振X射线散射技术和角分辨光电发射测量研究了Sr $_3$ IrRuO $_7$的非常规电子基态。当Ru含量接近Sr $_3$(Ir $_{1-x}$ Ru $_x$)$_2$ O $_7$中的$x=0.5$、Sr $_3$ Ir $_2$ O $_7$中的$J_{eff}=1/2$ Mott态和Sr $_3$ Ru $_2$ O $_7$中的量子临界金属的中间态时,出现化学上不同的金属态。该中间相的电子结构缺乏相干准粒子,并且电荷输运在很宽的温度范围内表现出线性温度依赖性。自旋动力学与远程反铁磁性的这一阶段显示近本地,过阻尼磁激发和一个巨大的能量规模为200毫电子伏-能量远远超过交换能量内存在的Sr $_3$ Ir $_2$ O $_7$或Sr $_3$ Ru $_2$ O $_7$固溶体端点。用强自旋-电荷耦合驱动的过阻尼准粒子动力学理论解释了Sr $_3$ IrRuO $_7$中奇异金属态的非相干光谱特征.
2019-03-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Development of the critical exponent at the antiferromagnetic phase transition of YbRh2Si2 under chemical pressure
本文测量了Yb(Rh_{1-x} Co_x)_2Si_2(x<= 0.38)单晶体的反铁磁相变附近的比热。该研究的动机是在未掺杂的YbRh2Si2中违反临界普适性(Krellner等人,物理修订信函102,196402),其中我们发现了一个大的临界指数a=0.38。对于Co掺杂的样品,我们观察到一个剧烈的变化的临界波动,导致一个负的a,解释内的普遍性类的相变。在化学压力下的发展给出了强烈的迹象表明,违反临界普适性的YbRh 2Si 2是由于附近的量子临界点。
2009-10-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum phase transition, universality and scaling behaviors in the spin-1/2 Heisenberg model with ferromagnetic and antiferromagnetic competing interactions on honeycomb lattice
利用连续时间量子MonteCarlo方法,系统地研究了蜂窝晶格上具有扶手椅方向反铁磁耦合$J>0$和Z字形方向铁磁相互作用$J'<0$的自旋1/2量子海森堡模型的量子相变、标度行为和热力学性质.通过计算不同晶格尺寸下不同耦合比$α=J'/J$的两个方向上的结合比$Q_{2}$和自旋刚度$ρ$,发现在量子临界点$α_c=-0.93$发生了从二聚相到条纹相的量子相变.通过对$Q_{2}$、$ρ_{x}$和$ρ_{y}$的有限尺度标度分析,我们确定了与关联长度$ν$相关的临界指数为0.7212(8),这意味着该跃迁属于经典海森堡O(3)普适性。在二聚相中观察到零磁化平台,其宽度随着$α$的增加而减小。在耦合比$α$ -磁场$h$平面上得到了相图,其中识别出四个相,包括二聚相、条纹相、斜条纹相和极化相。不同$α$的比热$C(T)$随温度的变化规律与液态$^{3}$ He在不同压力下以及几种磁性化合物在不同磁场下的比热随温度的变化规律相似,且精确地相交于一点。详细分析了$Q_{2}$、$ρ$和$C(T)$的标度行为。磁化率与实验数据进行了比较,给出了两种化合物的磁参数。
2016-06-07 cond-mat.str-el
Strange metals and planckian transport in a gapless phase from spatially random interactions
本文使用大规模混合Monte Carlo方法研究了具有空间随机反铁磁相互作用的二维金属模型,重现了奇异金属的线性温度电阻率及普适普朗克输运散射率,发现奇异金属性源于无能隙反铁磁涨落相而非量子临界点。
2025-09-12 cond-mat.str-el
Universality of mean-field antiferromagnetic order in an anisotropic 3D Hubbard model at half-filling
研究了立方晶格上3D各向异性Hubbard模型在半填充下的反铁磁平均场序,推导了态密度全阶渐近展开,发现三维模型的普适性特征在$t_z \ o 0$退化为二维时丧失。
2024-03-21 cond-mat.str-el math-ph math.MP
Antiferromagnetic critical point on graphene's honeycomb lattice: A functional renormalization group approach
半充满的蜂窝晶格上的电子预计将经历一个直接的连续过渡,从半金属到反铁磁绝缘相的增加现场哈伯德排斥。我们试图通过泛函重整化群(RG)在SO(3)序参量(“手征海森堡普适类”)的有效Gross-Neveu-Yukawa理论中进一步量化该量子相变的临界行为。我们的计算产生的临界指数$ν\simeq 1.31$,$η_ϕ\simeq 1.01$,和$η_Ψ\simeq 0.08$的估计,在合理的协议与二阶展开周围的临界尺寸。为了检验本方法的有效性,我们使用传统的Gross-Neveu-Yukawa理论与Z(2)序参量(“手征伊辛普适类”)作为基准系统。我们明确地表明,我们的功能RG近似在尖锐的截止计划成为一个循环的准确附近的上限以及较低的临界尺寸。直接在2+1维,我们的手征伊辛的结果同意从其他方法的最佳预测在一位数的百分比范围内的$ν$和$η_ϕ$和两位数的百分比范围为$η_Ψ$。虽然人们期望我们的近似在手征海森堡普适性类中具有类似的性能,但与其他计算结果的差异更为显著。讨论和总结了各种方法。
2020-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Symmetry-protected trivial phases and quantum phase transitions in an anisotropic antiferromagnetic spin-1 biquadratic model
得到了自旋为1的反铁磁各向异性四二次模型的基态相图。利用对称变换和对偶变换,得到了三个保序平凡相和一个二聚对称破缺相,并确定了表征这些相的局域和非局域序参量.量子相变之间的相互作用的保护平凡阶段属于高斯普适类与中心荷c = 1,和量子相变之间的相互作用的保护平凡阶段的二聚化阶段属于伊辛普适类与中心荷c = 1/2。此外,该模型承认三个特征线的因式分解基态,这是位于的对称性破坏阶段,而不是在其他已知的情况下,在鲜明的对比,在保护平凡阶段。
2019-12-24 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
A hydrodynamical description for magneto-transport in the strange metal phase of Bi-2201
高温超导体是一种强耦合系统,具有复杂的多相共存相图。这使得很难理解产生其奇异输运性质的机制。流体力学主要依赖于系统的对称性,而不涉及任何特定的微观机制,构成了一个有前途的框架来分析这些材料。在本文中,我们表明,在奇怪的金属相的铜酸盐,一整套的输运系数描述了一个普遍的流体动力学框架,一旦占量子临界电荷密度波的影响。我们证实了我们的理论预测,通过测量的直流传输性能的Bi-2201接近最佳掺杂,证明我们的方法的有效性。我们的论点可以作为一个一致性检查,以了解的普适类高温铜氧化物超导体的行为。
2020-06-10 cond-mat.str-el hep-th
Incommensuration in quantum antiferromagnetic chain
二聚量子海森堡或XY反铁磁链在光谱中有一个能隙。我们发现,弱的无公度调制周围的二聚链产生零温度量子临界点。当干涉波长变化时,存在到调制的无隙状态的转变。临界行为是在经典的无公度(Pokrovsky-Talapov)过渡的普适性类。一个类似的金属-绝缘体转变也可以发生在一个无公度链上。
1998-08-20 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Antiferromagnetic transitions of Dirac fermions in three dimensions
本文基于立方晶格上的$π$ -通量模型,利用行列式量子蒙特卡罗(DQMC)模拟方法研究了电子-电子相互作用对三维狄拉克费米子的影响.我们表明,哈伯德相互作用驱动器的3D狄拉克半金属的反铁磁(AF)绝缘体只有在有限的临界相互作用强度和长程AF秩序持续到有限的温度。我们使用自旋结构因子的有限尺寸标度来评估临界相互作用强度和温度。临界行为符合量子临界点的(3+1)d Gross-Neveu普适性类和热相变的3D Heisenberg普适性类.我们进一步研究了双折射狄拉克费米子系统中的关联效应。研究发现,降低狄拉克锥的速度会降低临界相互作用强度$U_c$,从而定量分析了速度对三维狄拉克费米子系统临界相互作用强度的影响.我们的研究结果清楚地揭示了三维狄拉克费米子中的关联效应,并且可以在光晶格中使用超冷原子观察到。
2020-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum phase transition in easy-axis antiferromagnetic integer-spin chains
反铁磁海森堡整数自旋链的特点是自旋液体基态没有长程序,由于量子涨落的相关性。然而,自旋各向异性冻结了量子涨落,并且系统在存在足够大的易轴各向异性的情况下被磁化。利用密度矩阵重整化群对S=1的情况进行了数值研究,发现自旋液体冻结成Néel自旋固体,易轴各向异性增加,是一个连续的量子相变.数值证据表明,过渡不是在二维伊辛普适类。
2003-07-11 cond-mat.str-el
Giant Nernst effect in the crossover between Fermi liquid and strange metal
奇异金属态是凝聚态物理中的一个关键问题,它在几乎所有主要的相关系统中都无处不在[1-7]。对它的理解可以为高温超导[2]和量子临界[8]提供重要的见解。然而,随着费米液体理论在奇怪金属中的失败,理解高度非常规的行为一直是一个长期的挑战。奇怪金属的基本方面仍然难以捉摸,包括它们的载流子的性质[1]。在这里,我们报告了一个巨大的能斯特响应在奇怪的金属态的二维超导体2 M-WS 2的观察。当系统从费米液态进入奇异金属态时,发现了一个与超导铜氧化物中的涡旋能斯特信号相当的巨大能斯特系数,以及它对载流子迁移率的高灵敏度。温度和磁场的巨大能斯特峰的依赖性排除了朗道准粒子和超导性的相关性。相反,在交叉处的巨大能斯特峰表明当进入奇异金属态时载流子熵的急剧变化。这种异常能斯特响应的存在在其他标志性的奇异金属中得到了进一步的证实,这表明了它的普遍性,并对奇异金属的机制提出了严格的实验限制。
2023-01-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fingerprints of quantum criticality in locally resolved transport
理解奇异金属中的电输运,包括普朗克$T$ -线性电阻率的普遍性,仍然是凝聚态物理的一个长期挑战。我们建议,局部成像技术,如氮空位中心磁强计,可以在本地识别签名的量子临界响应是不可见的体积电阻率的测量。作为一个说明性的例子,我们使用一个奇怪的金属在两个空间维度的最小全息模型来预测电流将如何在普朗克长度尺度上的量子临界动力学主导的制度流动。我们描述了量子临界输运和流体动力学输运(包括欧姆制度)之间的交叉,无论是在电荷中性和有限密度系统。我们将我们的全息预测与电荷中性石墨烯的实验进行比较,发现与现有数据的定量一致性;我们建议进一步的实验,这可能会确定我们的框架与这种材料中普朗克尺度运输的相关性。更广泛地说,我们建议,局部成像运输被用来测试的普遍性(或缺乏)的微观动力学在不同的量子材料表现出$T$ -线性电阻率。
2022-05-10 cond-mat.str-el hep-th
Universality of the Electronic Structure from a Half Filled CuO_2 Plane
本文给出了A_2CuO_2X_2(A=Sr,Ca; X=Cl,Br),Sr_2Cu_3O_4Cl_2和Bi_2Sr_2MCu_2O_8(M=Er,Dy)单晶的角分辨光电子能谱(ARPES)数据。通过对Ca_2CuO_2Cl_2的光子能量依赖性的研究,我们能够区分出固有的特征和光电发射矩阵元的结果。我们发现,色散是独立的光子能量,而在反铁磁区边界的电子占据概率的不对称性是强大的光子能量的变化。最后,我们表明,d-波的分散存在于沿反铁磁区边界的绝缘体并不精确地符合简单的d-波的功能形式附近的节点方向。
2002-09-27 cond-mat.str-el
Quasi-Local Strange Metal
决定量子多体系统在零温极限下命运的关键因素之一是使空间粒子离域的动能与促进局域化的相互作用之间的竞争。虽然在传统金属和绝缘体中,一种状态占主导地位,但在量子临界点上,奇异状态可能会出现,在那里它们都没有明显获胜。在这里,我们提出了一种新的金属态,实现在反铁磁(AF)量子临界点在空间维度3及以下。在临界点处,粒子之间的相互作用在低能量极限下被屏蔽到零,同时动能在某些空间方向上被抑制到在三维中渐近精确的微扰展开中的领先阶。由此产生的无色散和无相互作用的状态表现出明显的准局域奇怪的金属行为,由于屏蔽和红外奇异性之间的微妙的动力学平衡所造成的自发降低有效维。
2015-03-23 cond-mat.str-el
Transport Properties in the "Strange Metal Phase" of High Tc Cuprates: Spin-Charge Gauge Theory Versus Experiments
SU(2)xU(1)Chern-Simons自旋-电荷规范方法被推广到高温/掺杂下的“奇异金属”相,它描述了铜氧化物超导体在“赝隙”状态下的输运性质,特别是面内电阻率的金属-绝缘体交叉。短程反铁磁序和规范场涨落是赝能隙相理论中的关键因素,在本例中也起着重要作用。这两个阶段之间的主要区别是由一个潜在的统计$π$磁通晶格的存在,在前一种情况下的载流子,而背景通量是不存在的,在后一种情况下。费米面从赝能隙中的小“弧”变成奇异金属相中的一条相当大的闭合线。因此,面内和面外电阻率与T的著名线性关系被明确地显示出来。理论计算的面内和面外电阻率、自旋弛豫速率和交流电导率的掺杂浓度和温度依赖性与实验数据进行了比较,显示出良好的一致性。
2004-11-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-th
Exact critical exponents for the antiferromagnetic quantum critical metal in two dimensions
不支持明确定义的单粒子激发的非常规金属态可以在量子相变附近出现,因为初始序参量的强量子涨落阻止电子形成相干准粒子。虽然反铁磁相变通常发生在相关的金属,理解奇怪的金属在层状系统的临界点实现的性质一直受到阻碍,缺乏可靠的理论方法,考虑到强量子涨落。本文给出了二维反铁磁量子临界金属低能理论的非微扰解。作为一个强耦合的理论,它仍然可以在低能量极限下可靠地求解,因为量子涨落是由动态出现的新控制参数组织的。我们预测的确切的临界指数,在低温下的物理观测量的普遍标度。
2017-02-27 cond-mat.str-el
Dimerizations in spin-$S$ antiferromagnetic chains with three-spin interaction
我们讨论了自旋$S$反铁磁海森堡链的三自旋相互作用,次近邻相互作用,和键交替。首先,我们严格证明了该体系存在精确二聚基态的参数区域。这是Majumdar-Ghosh模型到任意$S$的推广。接着,我们通过引入几种有效场论讨论了这些模型的基态相图,并用能级- $2S$ $\mathrm{SU}(2)$ Wess-Zumino-Witten模型和高斯模型描述了跃迁的普适类。最后,我们利用精确对角化和能级谱确定了$S=1$和$S=3/2$体系的相图。
2014-01-29 cond-mat.str-el
Competing magnetic and spin vestigial orders from continuum field theory
TU Dresden(德累斯顿工业大学)
本研究通过连续场论分析反铁磁与自旋向列相的竞争,发现三相点处一阶转变,并预测顺磁-向列转变的普适类,为Kitaev材料Na₂Co₂TeO₆的有限温度行为提供理论框架。
2026-09-25 cond-mat.str-el
Critical fluctuations and conserved dynamics in a strange ferromagnetic metal
Zhejiang University(浙江大学);Hubei Normal University(湖北师范大学);University of Cincinnati(辛辛那提大学);Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids(马克斯·普朗克固体化学物理研究所)
研究发现奇异金属铁磁体CeRh6Ge4的QCP处动态临界指数z=3,表明其临界行为需超越Landau范式,与费米面转变的规范模式相关联。
2025-10-23 cond-mat.str-el
Quantum Monte Carlo study of strange correlator in interacting topological insulators
在存在电子-电子相互作用的情况下,区分非平凡绝缘子保护拓扑(SPT)相和平凡绝缘子相是拓扑绝缘体研究中亟待解决的问题,这是因为大多数定义于自由电子系统的拓扑指数很可能不适用于相互作用的情况.在这项工作中,我们证明了奇怪的关联函数是一个敏感的诊断,以检测相互作用系统中的SPT状态。利用大规模量子蒙特卡罗(QMC)方法,研究了Kane-Mele-哈伯德模型中相互作用驱动的量子相变.从弱相互作用下的量子自旋霍尔绝缘体到强相互作用下的反铁磁莫特绝缘体体的转变可以通过奇异关联函数在单粒子、自旋和配对扇区中的动量空间行为很容易地检测到。在各个扇区中的安全保护边缘状态上的相互作用效应,即,螺旋Luttinger液体的行为,以及捕获在QMC测量奇怪的制冷剂。此外,我们证明了奇怪的关联函数是技术上更容易实现QMC和更强大的性能比其他建议的相互作用的拓扑状态的数值诊断,因为只需要静态相关。这项工作的尝试铺平了道路,使用奇怪的关联函数研究相互作用驱动的拓扑相变的费米子以及玻色子系统。
2015-10-23 cond-mat.str-el
Quantum renormalization group of XYZ model in a transverse magnetic field
本文研究了有横向磁场存在时XYZ模型的零温相图。我们发现,小的各向异性(0 =< Delta <1)是不相关的改变普适类。相图由两个反铁磁有序相和一个顺磁相组成。通过标准量子重整化群的实现,我们得到了临界指数、不动点和耦合常数的游程。从反铁磁(自旋翻转)相到顺磁相的连续相变属于横场中伊辛模型的普适类。数值精确对角化证明了我们的结果。我们还讨论了我们的研究结果在Cs_2CoCl_4最近的实验中的应用。
2004-05-19 cond-mat.str-el
Observation of an antiferromagnetic quantum critical point in high-purity LaNiO$_3$
在稀土钙钛矿镍酸盐中,LaNiO $_3$(LNO)是一个例外。虽然前者具有绝缘和反铁磁基态,但LNO在最低温度下仍保持金属和非磁性。人们认为LNO是一种奇怪的金属,处于反铁磁不稳定性的边缘。我们的工作表明,LNO是一个量子临界金属,接近反铁磁量子临界点(QCP)。LNO中的QCP行为表现在具有前所未有的高纯度的外延薄膜中。我们发现,温度和磁场的LNO的电阻率在低温下的依赖性是一致的散射的载流子从弱无序和量子涨落的反铁磁性质。此外,我们发现,一个小浓度的磁性杂质的引入定性地改变了LNO的磁输运性质,类似于在反铁磁QCP附近的一些重费米子近藤晶格系统中发现的。
2020-02-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strange metal behavior in a pure ferromagnetic Kondo lattice
在量子临界点(QCP)附近的各种材料中发现的奇怪的金属相,构成了一个长期的谜团。奇异金属与非常规超导性和反铁磁QCP的频繁联系使人们相信它们是高度纠缠的量子态。相比之下,铁磁体被认为是奇怪金属的不太可能的设置,因为它们是弱纠缠的,并且它们的QCP经常被竞争相或一阶相变打断。在这里,我们提供了令人信服的证据表明,化学计量的重费米子铁磁体CeRh $_6$ Ge $_4$成为一个奇怪的金属在压力引起的QCP:比热和电阻率测量表明,FM过渡不断抑制到零温度揭示了一个奇怪的金属相。我们认为,强磁各向异性在这个过程中起着关键作用,注入纠缠,在三重共振价键(tRVB)的形式进入有序的铁磁体。我们发现,从tRVB到近藤单线发生在QCP的奇异变换导致费米表面体积的跳跃:奇怪的金属行为的关键驱动程序。我们的研究结果为FM量子临界性的研究开辟了一个新的方向,同时也为奇怪的金属问题建立了一个重要的新环境。最重要的是,在FM量子临界点的奇怪金属行为表明,它是量子纠缠,而不是反铁磁性的破坏,这是许多不同的奇怪金属行为的例子的共同驱动力。
2019-12-16 cond-mat.str-el
Universal Planckian relaxation in the strange metal state of the cuprates
Los Alamos National Laboratory(洛斯阿拉莫斯国家实验室);Laboratory of Atomic and Solid State Physics, Cornell University(康奈尔大学原子与固体物理实验室)
研究揭示了在奇异金属态中,电阻率的线性温度依赖性背后的普朗克松弛率1/τ的普遍性,通过分析光导率和电阻率数据,证明了光子等离子体频率的平方与掺杂度线性关系是关键因素。
2026-06-23 cond-mat.str-el
Logarithmic corrections from ferromagnetic impurity ending bonds of open antiferromagnetic host chains
利用密度矩阵重整化群方法,分析了自旋为1/2的反铁磁链中铁磁杂质尾键的对数修正。对于自旋为1/2的Z形链在临界次近邻耦合下和自旋为1/2的标准海森堡链在长链极限下,证明了准简并基态能量中杂质贡献的通用有限尺寸标度$\sim {\frac 1 {L \log L}}$.使用精确的解决方案,后者的情况下,有人认为,可以提取的杂质贡献的熵和比热的标度分析。还证明了纯自旋3/2开海森堡链属于同一普适类。
2000-03-06 cond-mat.str-el
Chiral universality class behavior of a non-chiral antiferroquadrupole system
平面海森堡系统与反铁四极交换的3D堆叠的三角形晶格被证明属于新的“手征”普适类,预测手征反铁磁体。然而,目前的系统没有显示出这种手性,根据目前广泛接受的概念,这应该是新的关键行为的关键成分。我们的主张,新的普适性类不应仅限于手征反铁磁体是基于一个简单的映射之间的手征反铁磁和反铁四极系统和实际计算的转变温度和临界指数从有限尺寸标度分析的数据发出直方图蒙特卡罗模拟支持。为了证明存在两个不同的普适性类的行为的四极系统,有限尺寸标度也进行了系统的铁四极交换,这与反铁四极交换系统的情况下,产生标准的临界行为,也可以预期从映射。
2013-01-08 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
New Chiral Universality Class in a Frustrated Three-Leg Spin Ladder
研究了三条$S=1/2$反铁磁海森堡自旋链通过链间相互作用和链间格子对角相互作用弱耦合的模型。结果表明,该模型表现出一个临界相与中心荷C=2,属于类的“手性稳定”的液体最近介绍的安德烈,道格拉斯和赫雷斯。通过允许自旋空间中的各向异性相互作用,我们在图卢兹点找到了一个精确解,它捕获了模型的所有普适性质,包括SU(2)对称的情况。在新的临界点处,用有效的$S = 1/2$海森堡自旋链和两个临界伊辛模型描述了无质量自由度.我们讨论了该模型的光谱性质,计算了自旋-自旋关联函数,并估算了核磁共振弛豫速率。
1998-06-30 cond-mat.str-el
Quantum-Critical Fluctuations in 2D Metals: Strange Metals and Superconductivity in Antiferromagnets and in Cuprates
量子临界区、铜氧化物、准二维铁基超导体和重费米子化合物的反常输运和热力学性质具有相同的温度依赖性。尽管它们有巨大的微观差异,但只有当一个共同的统计力学模型描述它们的相变时,才能发生这种情况。反铁磁(AFM)IC模型为后两个,就像环电流模型的铜酸盐,映射到耗散XY模型。这个模型在2+ 1D中的解揭示了临界涨落是由拓扑激发、涡旋和各种瞬子决定的,而不是由Landau-Ginzburg-Wilson类型的重整化自旋波理论决定的,后者由Moriya、Hertz和其他人改编为量子临界性。吸收部分的波动是一个可分离的功能的动量${\bf q}$,测量的顺序矢量,和频率$ω$和温度$T$的规模为$\tanh(ω/2T)$在临界状态。在准二维重费米子和铁基化合物的反铁磁量子临界点附近,通过中子散射直接测量的涨落与这种形式是一致的。这样的涨落,加上把它们耦合到费米子的顶点,导致了边缘费米液体,对所有动量都有自能的虚部$\propto max(ω, T)$,电阻率$\propto T$,对比热的贡献$T \ln T$,以及这些不同化合物共有的其他奇异费米液体性质,以及d波超导性。这在铜酸盐中通过分析从最近的高分辨率角分辨光电子能谱测量中直接提取的配对和正常自能得到了明确的验证。
2016-05-14 cond-mat.str-el
Classification of quantum critical states of integrable antiferromagnetic spin chains and their correspondent two-dimensional topological phases
研究了Bethe不可积海森堡反铁磁自旋链的有效场论。结果表明,整数自旋S链的量子临界理论应该用SO(3)能级S Wess-Zumino-Witten模型来刻画,并用第三上同调群$H^{3}(SO(3),Z)=Z$来分类.根据自旋S的宇称,这个整数分类被进一步分为两个不同的普适类,它们与两种完全不同的共形场论相关联:偶数S链具有无隙玻色子激发,奇数S链具有玻色子和费米子激发。进一步证明了这两类临界态对应于二维两个不同拓扑相的边界态,分别可用二维双SO(3)拓扑Chern-Simons理论和拓扑自旋理论描述.
2012-11-23 cond-mat.str-el
Conformally invariant charge fluctuations in a strange metal
本研究通过动量分辨非弹性电子散射测量发现奇异金属的动态电荷极化率具有标度不变性及共形不变性,证明其普适性不受特定材料微观性质决定。
2024-11-17 cond-mat.str-el hep-ph
Anomalous scaling corrections and quantum phase diagram of the Heisenberg antiferromagnet on the spatially anisotropic honeycomb lattice
本研究通过大规模量子蒙特卡洛模拟确定了空间各向异性蜂窝晶格上自旋1/2反铁磁Heisenberg模型的基态相图,发现相变线存在反常标度修正,并讨论了各向异性系统临界累积量比的非普适性问题。
2023-12-18 cond-mat.str-el
The antiferromagnetic Ising chain in a mixed transverse and longitudinal magnetic field
研究了横向磁场$h_{x}$和均匀纵向磁场$h_{z}$中的反铁磁伊辛链。利用密度矩阵重整化群计算和有限尺寸标度度法,确定了($h_{x},h_{z}$)平面内的基态相图。结果表明,在该平面上存在有序-无序过渡线,临界性质属于二维伊辛模型的普适类。基于$h_{z}$中的微扰理论,建立了临界点附近质量隙的标度行为($h_{x}=1/2,h_{z}=0$)。发现在经典多临界点($h_{x}=0,h_{z}=1$)附近的转变线是线性的。讨论了所考虑的量子模型与磁场中准一维经典伊辛模型的联系。
2003-06-18 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
Itinerant Quantum Critical Point with Fermion Pockets and Hot Spots
金属量子临界性是理解相关电子系统的中心主题之一,分析和数值方法之间的收敛结果仍在呼吁中。在本工作中,我们发展了最先进的大规模量子蒙特卡罗模拟技术,系统地研究了二维正方晶格上波矢$\mathbf{Q}=(π,π)$处的反铁磁自旋涨落的巡游量子临界点--这一问题类似于高温铜氧化物和其他临界金属的费米面设置和低能反铁磁涨落,这可能与它们的非费米液体行为有关。可以轻松地访问$60\times 60 \times 320$($L \times L \times L_τ$)的系统尺寸,并以前所未有的高精度揭示量子临界标度行为。我们发现反铁磁自旋涨落引入了费米子之间的有效相互作用,而费米子反过来又使裸玻色子临界点变成了一个新的普适性,这与裸Ising普适性类和Hertz-Mills-Moriya RPA预言都不同.在量子临界点,玻色子传播子中观察到有限的反常维数$η\sim 0.125$,热点处的费米子演化为非费米液体。在反铁磁有序的金属相,费米子口袋中观察到的能隙打开的热点。这些结果的桥梁最近的理论和数值的发展在金属量子临界性,并可以作为垫脚石走向最终理解的2D相关费米子与无隙临界激发相互作用。
2019-08-12 cond-mat.str-el
The novel metallic states of the cuprates: Fermi liquids with topological order, and strange metals
这篇文章是根据S. S.在芝加哥大学的南部纪念研讨会上。我们回顾了空穴掺杂铜氧化物高温超导体的金属态的性质的想法,与费米面的大小,拓扑量子场论(TQFTs)和临界理论涉及的费米面的大小的变化之间的连接的重点。我们首先推导的费米液体的Luttinger定理,使用的过程中的磁通插入在一个晶格电子模型与环形边界条件的动量平衡。然后,我们审查的TQFT的Z2自旋液体,并证明其兼容性与环形动量平衡的论点。这种讨论自然地导致一个简单的“拓扑”费米液体状态的建设:Fractionalized费米液体(FL*)和代数电荷液体(ACL)。我们提出的论点的赝间隙金属的铜酸盐使用Z2-FL* 或Z2-ACL状态与伊辛-伊辛顺序的描述。这些赝隙金属态也被描述为SU(2)规范理论的希格斯相。希格斯场代表了局域反铁磁性,但希格斯凝聚相没有长程反铁磁性序:希格斯场的大小决定了赝能隙、费米面的重构和伊辛-伊辛序。最后讨论了通过Higgs凝聚和Ising序消失的临界点到大费米面费米液体的途径,以及Higgs临界性在奇异金属中的应用。
2016-11-23 cond-mat.str-el hep-th
Strange Metals from Melting Correlated Insulators in Twisted Bilayer Graphene
尽管对魔角扭曲双层石墨烯中相关绝缘态背后机制的理解逐渐趋向于各种自发对称性破缺,但高于绝缘转变温度的金属“正常态”仍然是神秘的,因为它具有过高的熵和温度线性电阻率。在这项工作中,我们专注于在低能平带的整数填充的相关绝缘态描述的序参数的波动对电荷输运的影响。出于对某些样本中零磁场下序参数景观不均匀性的观察,我们推测三角晶格上序参数的有效伊辛模型中存在令人沮丧的扩展范围相互作用。短距离铁磁相互作用和令人沮丧的扩展范围的反铁磁相互作用之间的竞争导致了一个新兴的长度尺度,形成条纹状的中尺度域以上的有序过渡。这些异质组态的无隙起伏被认为是负责的线性温度电阻率以及增强的低温熵。我们的见解链接实验观察到的线性温度电阻率和增强熵的挫折的强度,或等价地,介观长度尺度表征序参数域的出现。
2021-12-23 cond-mat.str-el
Quantum criticality in two dimensions and Marginal Fermi Liquid
研究了量子临界点附近费米子与反铁磁自旋激发相互作用的二维模型的动力学性质。温度或掺杂被假定为足够高,使得赝能隙不出现。与标准的自旋费米子模型相比,我们假设系统中存在抑制反铁磁激发的空间关联的内在不均匀性。有人认为,在"奇怪的金属"相的自旋激发的不均匀性可以是一个后果的存在$π$移位畴壁的掺杂反铁磁相。平均的不均匀性和计算物理量,如电阻率和其他一些人可以解释不寻常的性质的铜酸盐统一的名称下"边缘费米液体"(MFL)。电阻率对掺杂的线性温度依赖性的斜率的依赖性与实验数据进行了比较。
2015-01-15 cond-mat.str-el
Reconciling strange metal transport in CeCoIn$_5$ through the difference of optical and cyclotron effective masses
National High Magnetic Field Laboratory, Los Alamos National Laboratory(国家高磁场实验室,洛斯阿拉莫斯国家实验室);William H. Miller III Department of Physics and Astronomy, Johns Hopkins University(约翰霍普金斯大学威廉H米勒三世物理与天文学系);Department of Physics, Cornell University(康奈尔大学物理系);Institute for Materials Science, Los Alamos National Laboratory(洛斯阿拉莫斯国家实验室材料科学研究所);Department of Materials Science and Engineering, Cornell University(康奈尔大学材料科学与工程系);Leibniz-Institut für Kristallzüchtung(莱布尼兹晶体生长研究所);Kavli Institute at Cornell for Nanoscale Science(康奈尔卡弗里纳米科学研究所)
研究通过THz光谱揭示CeCoIn$_5$中奇异金属态的电流弛豫率与温度平方成正比,表明隐含的费米液体态,解释了其电阻率与Hall角的异常行为。
2026-03-24 cond-mat.str-el
Metamagnetism and zero-scale-factor universality in the two-dimensional $J$-$Q$ model
利用量子Monte Carlo和精确方法相结合的方法,研究了二维$J$模型的场驱动饱和跃迁,其中反铁磁海森堡交换$(J)$耦合与有利于价键固体有序的四自旋相互作用$(Q)$竞争.对于小的$Q$值,饱和转变是连续的,并且预期在其上临界尺寸处由零标度因子普适性支配,具有对标度的特定形式的对数校正(首次由Sachdev \textit{et al.} [Phys. Rev. B \textbf{50},258(1994)]提出)。我们的结果符合这一预期,但对数校正标度不匹配的形式预测的Sachdev \textit{et al.}我们还表明,饱和转变成为一阶以上的临界耦合比$(Q/J)_{\rm min}$,并伴随着磁化跳变-变磁性。我们得到了一个精确的解决方案,$(Q/J)_{\rm min}$使用高磁化膨胀,并确认存在的磁化跳跃超过这个值的耦合使用量子蒙特卡罗模拟。
2018-08-08 cond-mat.str-el
QMC study of the chiral Heisenberg Gross-Neveu universality class
利用大尺度量子蒙特卡罗模拟研究了在$d$波对场中正方晶格哈伯德模型中反铁磁相变的量子临界性.由于$d$ -波配对场在非相互作用的单粒子谱中诱导狄拉克锥,因此量子临界性应该对应于Gross-Neveu理论方面的手征海森堡普适性类,这与蜂窝晶格上的哈伯德模型中预期的那些相同,尽管晶胞不同(例如,它们分别包含一个和两个站点)。我们表明,这两个相变,预计将发生在广场和蜂窝晶格,确实有相同的量子临界性。我们还认为,模型的细节,即,计算费米子分量总数$N$的方法和狄拉克锥的各向异性不改变临界指数。
2021-11-16 cond-mat.str-el hep-lat
Why Matthiessen's rule is violated in the high-$T_{c}$ cuprate superconductors?
本文揭示铜氧化物超导体中电子-声子耦合因反铁磁自旋涨落的顶点修正而减弱,从而解释奇异金属相直流电阻率违反 Matthiessen 定律的现象。
2024-07-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phase Structure and Universality in Two-Dimensional Disordered Quantum Antiferromagnets
在非线性西格玛模型的有序相中引入耦合(自旋刚度)的随机分布,利用连续描述方法研究了二维无序量子反铁磁体.淬火孤子(skyrmion)的关联函数的评估和使用,随着淬火磁化,表征系统的相结构。当磁稀释被指数抑制时,无序的引入只修改了孤子关联函数的大距离行为中的次主导项,产生与纯情况下相同的skyrmion能量。该系统是在一个“硬”无序Néel相类似的有序反铁磁相发生在纯的情况下。相反,当磁稀释没有被指数抑制时,关联函数的大距离行为急剧改变。尽管存在非零的反铁磁序参量,系统仍处于量子Skyrmions能量为零的新相。这种“软”无序Néel相的特征在于由随机耦合在小耦合区域中的分布行为确定的普适性类。简要讨论了该相与自旋玻璃的可能关系。
2001-06-25 cond-mat.str-el
Pseudogap and strange metal states in the square-lattice Hubbard model: A comprehensive study
Quantum Matter Program, Graduate School of Advanced Science and Engineering, Hiroshima University(广岛大学先进理工学研究科量子物质项目)
通过梯子双费米子近似研究正方晶格哈伯德模型,发现赝隙和奇异金属态的出现要求空穴浓度p_MS与范霍夫奇点接近费米能级的浓度一致,奇异金属态具有量子临界自旋涨落和线性电阻,而赝隙态处于重整化经典区。
2026-07-16 cond-mat.str-el
Behavior of the antiferromagnetic phase transition near the fermion condensation quantum phase transition in YbRh2Si2
YbRh_2Si_2在二级反铁磁(AF)相变时的低温比热测量表明,在T_N=72 mK处有一个尖锐的峰值.相应的临界指数α =0.38,与基于尺度不变性的二阶相变涨落理论(α =0.1)的结果有很大的不同。结果表明,在外加磁场作用下,二阶AF相变曲线在三临界点处转变为一阶AF相变曲线,从而违反了涨落理论的临界普适性。这种相变的变化是由费米子凝聚量子相变产生的。在三临界点附近,二级相变的朗道理论是适用的,并且给出α =1/2。我们证明,这个值的α是在很好的协议与比热测量。
2009-12-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Symmetry-broken perturbation theory to large orders in antiferromagnetic phases
本文扩展 connected determinant 算法至自旋对称性破缺情形,实现反铁磁相内的大阶数精确微扰计算,并确定三维半填充 Hubbard 模型的 Néel 相界、临界类及热力学渡越。
2023-06-27 cond-mat.str-el
Large scale behavior of the energy spectra of the quantum random antiferromagnetic Ising chain with mixed transverse and longitudinal fields
近年来,很明显,表现出多体局域化(MBL)行为的系统的金属区域显示出与单粒子Anderson区域的香草金属区域完全不同的性质。在这里,我们表明,具有MBL的正则微观模型的大尺度能谱,显示在中间尺度的非普适行为,这是从单粒子安德森制度中看到的普遍性的偏差不同。揭示这种行为的关键步骤是使用奇异值分解(SVD)进行的光谱的全局展开,该分解考虑了光谱的样本波动。谱的性质可以通过scree图直接在奇异值幅值中观察到,或者通过使用SVD展开谱,然后执行多个状态的方差计算。这两种方法都揭示了一个中间规模的能量,遵循超Poisson统计。
2022-01-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Probing frustrated metallo-molecular spin Kondo lattice interfaces through anomalous Nernst effect
University of Leeds(利兹大学);Queen’s University Belfast(贝尔法斯特女王大学)
通过异常纽兰系数探测Pt(111)和Pt(111)/Co薄膜分子界面处的受挫铁磁态,揭示了自旋冻结转变与奇异金属行为的关系。
2026-02-16 cond-mat.str-el
Low-energy properties of two-leg spin-1 antiferromagnetic ladders with commensurate external fields and their extensions
本研究讨论了在均匀或交错外场$H$作用下,具有反铁磁链内耦合的2-腿自旋-1梯的低能性质,以及一些改进。本文还讨论了自旋- $S$梯的推广.在强AF横档(链间)耦合$J_\perp$区域,应用于自旋$S$阶梯的简并微扰理论预测了交错场情况下参数空间$(J_\perp, H)$中的$2S$临界曲线,与均匀场情况下的$2S$有限临界区域相反。所有的临界区都属于一个具有中心荷$c=1$的普适性。另一方面,我们采用阿贝尔和非阿贝尔玻色化技术在弱的梯级耦合区域。结果表明,在自旋为1的阶梯中,无论$J_\perp$的符号如何,一个足够强的均匀场都会产生一个$c=1$临界态。然而,交错场预计不会产生任何奇异现象。从玻色化技术出发,我们还提出了自旋为1的弦序参量的新的场论表达式。
2005-01-12 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Spin waves and magnetic exchange interactions in the spin ladder compound RbFe$_2$Se$_3$
本文报道了一维反铁磁自旋梯形化合物RbFe $_2$ Se $_3$的自旋波的非弹性中子散射研究。结果表明,自旋$S$和磁交换作用$J$沿反铁磁(腿)方向和铁磁(横)方向的产物$SJ$与铁基超导体母体化合物的条纹有序相的产物相当。$SJ$的普适性意味着几乎普遍的自旋波动力学和费米学与各种铁基材料中条纹反铁磁序的存在无关。
2016-07-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Mott physics, sign structure, ground state wavefunction, and high-Tc superconductivity
在这篇文章中,我给出了一个教学说明,为什么在铜酸盐的高温超导的基本问题是关于如何反铁磁有序状态可以变成一个短程状态掺杂。我将从半填充开始,其中反铁磁基态由Liang-Doucot-Anderson(LDA)波函数精确描述。在这里,费米统计的影响变得完全无关紧要,由于没有双重占用约束。在掺杂后,统计符号重新出现,尽管与原始费米统计符号相比减少了很多。通过在有限掺杂下精确地结合这种改变的统计符号结构,LDA基态可以被重铸为短程反铁磁状态。超导相位相干是在自旋关联变为短程关联后产生的,超导相变受自旋激发控制。我要强调的是,赝能隙现象是反铁磁相和超导相之间的一种交叉现象。作为非费米液体的一个特征,自旋自由度和电荷自由度之间的相互统计作用在掺杂莫特绝缘体的高温“奇异金属相”中达到最大值。
2011-10-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pressure-tuned quantum criticality in the antiferromagnetic Kondo semi-metal CeNi$_{2-δ}$As$_2$
近藤晶格金属中竞争相互作用之间的容易调节的平衡允许获得零温度,磁有序和无序相之间的连续过渡,量子临界点(QCP)。事实上,这些高度相关的电子材料是发现和探索量子临界态的原型。提出的理论模型来解释出现在近藤晶格QCP周围的奇怪的热力学和电输运性质,假设存在无限大数量的巡回载流子。在这里,我们报告了一个系统的运输和热力学调查的近藤晶格系统CeNi $_{2-δ}$作为$_2$($δ$ $\thickapprox$ 0.28),因为它的反铁磁顺序是由压力和磁场调谐到零温度边界。这些实验表明,$\sim$ 0.032 $e^-$ /f. u.在CeNi $_{2-δ}$中,As $_2$导致量子临界性的意外传输特征以及随着温度降低完全相干的Kondo晶格态的延迟发展。这种近藤晶格材料的小载流子密度和相关的半金属性有利于非常规的局部矩类型的量子临界性,并提出了Nozières耗尽思想的幽灵,即传导电子自旋的数量不足以单独屏蔽局部矩需要集体近藤屏蔽。
2015-10-22 cond-mat.str-el
Phase Diagrams, Distinct Conformal Anomalies and Thermodynamics of Spin-1 Bond-Alternating Heisenberg Antiferromagnetic Chain in Magnetic Fields
采用无限时间演化块抽取、线性化张量重整化群和密度矩阵重整化群方法,研究了具有单离子各向异性的自旋1键交替海森堡反铁磁链在纵向和横向磁场中的基态相图和热力学性质.结果表明,在磁场-键交替比平面内,纵向场下存在单重态二聚体、Haltenin、双Tomonaga-Luttinger液体、1/2磁化平台和自旋极化相等6种相;横向场下存在单重态二聚体、Haltenin、Z $_2$对称破缺、准1/2磁化平台和准自旋极化相等5种相。在横向磁场中观察到交错磁化的重入行为。揭示了纵向和横向磁场中的量子临界行为属于不同的普适性类,其对应的共形场中心电荷分别为$c=1$和1/2。对复合NTENP在纵向和横向磁场作用下的实验数据进行了拟合,证实了实验观察到的低温比热Luttinger液体行为。
2012-04-16 cond-mat.str-el