Majorana corner states in square and Kagome quantum spin liquids
具有Majorana激发态的量子自旋液体在拓扑量子计算中有着新的应用前景。执行逻辑运算减少中毒需要本地化这样的准粒子在系统的特定点,具有明确定义的能量和内部的散装能隙。这是二阶拓扑绝缘体(SOTI)的两个定义特征。在这里,我们展示了两个自旋模型,支持量子自旋液体阶段的Majorana激发和SOTI的行为,其中之一是解析可解的Lieb定理。我们表明,根据自旋耦合的值,有可能本地化费米子或马约拉纳粒子在其角落。
2021-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin liquid phase in a $S=1/2$ quantum magnet on the kagome lattice
本文研究了半填充时具有短程排斥相互作用的硬核玻色子模型。利用量子蒙特卡罗(QMC)数值方法,我们发现该模型显示了一个连续的超流体到绝缘体的量子相变,指数为$z=1$和$ν\approx 0.67(5)$。绝缘体$\cI^*$具有短程密度和键关联、拓扑有序和指数衰减的空间视子关联,所有这些都指向$Z_2$分馏相。我们从能量的温度依赖性估计了$\cI^*$的vison带隙。我们的结果,连同硬核玻色子和$S=1/2$自旋之间的等价性,提供了令人信服的证据自旋液相在易轴自旋1/2模型没有特殊的守恒定律。
2006-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Distinct Spin Liquids and their Transitions in Spin-1/2 XXZ Kagome Antiferromagnets
利用密度矩阵重整化群方法,研究了自旋$1/2$ XXZ kagome反铁磁体的自旋液相。我们发现自旋液相的出现并不依赖于XXZ相互作用的各向异性。特别是,两个极端极限-伊辛(强$S^z$相互作用)和XY(零$S^z$相互作用)-与各向同性海森堡模型具有相同的自旋液相。得到了时间反演不变自旋液体和自发时间反演对称性破缺的手征自旋液体。我们表明,他们不断演变成彼此调整的第二和第三邻居的相互作用。最后,我们讨论了我们的结果对最近邻XXZ kagome反铁磁体中自旋液体性质的可能意义,包括研究最多的最近邻自旋- $1/2$ kagome反铁磁海森堡模型。
2015-01-22 cond-mat.str-el
Symmetry-protected non-Fermi liquids, Kagome spin liquids, and the chiral Kondo lattice model
非费米液体的理论描述是强关联量子物质中最具挑战性的问题之一。虽然有许多实验候选人这样的阶段,很少有例子可以使用控制的理论方法进行研究。在这里,我们介绍了一个新的概念的角度来分析描述的非费米液体物理的无隙自旋液体中产生的一个家庭的二维和三维的戈薇模型。我们首先讨论了一个安全的保护机制,负责的无间隙相的稳定性。然后,我们重新铸造的二维Kagome自旋模型作为一个手性近藤晶格模型,可以解决分析使用什么是在某种意义上的一个概括的耦合线结构。我们提供了广泛的数值证据,在二维Kagome模型的无隙自旋液体,并讨论了推广到三维。
2019-01-16 cond-mat.str-el
A Proposal to Use Neutron Scattering to Measure Scalar Spin Chirality Fluctuations in Kagome Lattices
在量子自旋液体理论中,规范涨落是低能的涌现激发。规范磁场与标量自旋手征S1成比例。(S2xS3)。因此,测量标量自旋手征的涨落谱是非常必要的。我们表明,在Kagome晶格与Dzyaloshinskiii-Moriya项,在Sz的波动,这是很容易测量的中子散射包含一块,这是成比例的手征波动。
2012-10-10 cond-mat.str-el
Chiral symmetry breaking through spontaneous dimerization in kagomé metals
由于候选化合物种类的增加,可果美金属最近获得了极大的关注。在其他特征中,可果美金属拥有狄拉克锥作为远离半填充的关键能带结构特征,并且可能产生异常大的精细结构,超过在其他2D狄拉克材料(例如石墨烯)中发现的值。我们研究了可果美金属中手征对称性破缺的可能性。基于启发式晶格模型,我们确定了临界耦合强度和有序模式的Schwinger-Dyson平均场分析。作为主要的不稳定性,我们确定了一个二聚模式,自发地打开一个激发间隙的狄拉克点,并打破了手征对称性。
2021-08-02 cond-mat.str-el
Effective Field Theory of Chiral Spin Liquid between Ordered Phases in Kagomé Antiferromagnet
本文提出了一种有效场论来描述Kagomé晶格上Heisenberg自旋系统中的手征自旋液态,我们导出了低能有效的kagomé理论(各向同性)数值计算表明,由第一近邻自旋交换引起的量子涨落与由第二近邻自旋交换引起的量子涨落一样强.我们利用手征序参量理论,讨论了kagomé反铁磁体中存在有限温度手征对称性破缺到手征有序态的可能性.计算了有效基态能中的手征对称性破缺项,证明了在kagomé反铁磁体中存在前三个最近邻自旋交换作用时,在基态中必然存在手征自旋液体.最后,我们考虑了kagomé反铁磁体的量子临界性,并证明了在满足我们推导出的适当“匹配条件”的两个有序态之间的过渡处自然出现了Chern-Simons项,为解释为什么手性自旋液体可以出现在适当的有序状态之间的过渡提供了解释。Simons项是手征自旋液态的低能有效理论,其中手征性是这种拓扑场论打破离散对称性的直接结果。
2018-05-04 cond-mat.str-el
Chiral Broken Symmetry Descendants of the Kagomé Lattice Chiral Spin Liquid
手征对称性和时间反演对称性的破缺为奇异量子现象和拓扑相提供了一条途径。特别是,量子材料中的手性(镜像)对称性的破缺已经被证明具有重要的技术应用。最近的工作已经广泛地探讨了由此产生的手性电荷顺序和手性自旋液体的卡戈梅晶格。这种手征自旋液体与玻色子分数量子霍尔态和任意准粒子密切相关;然而,它们与附近磁有序态的联系仍然是一个谜。在这里,我们表明,两个不同的非共面的磁性订单具有统一的自旋手征,XYZ伞状态和八面体自旋晶体,出现竞争订单在靠近kagomé手征自旋液体。我们的结果突出了多体拓扑有序液体和非平凡实空间拓扑对称破缺态之间的密切联系。
2022-04-21 cond-mat.str-el
Kagome spin liquid: a deconfined critical phase driven by $U(1)$ gauge fluctuation
研究了可果美晶格上自旋最近邻反铁磁体$1/2$ XXZ的量子自旋液体相的性质。最近的数值计算表明,这样的可果美自旋液体是不敏感的XXZ各向异性和邻近的手性自旋液相。将这个问题重新表述为具有动态玻色子的$U(1)$格点规范理论,我们提出可果美自旋液体可以理解为一个由$U(1)$规范涨落从一个受保护的拓扑相和一个超流相之间的一个退禁闭临界点扩展的退禁闭临界相。最重要的是,这个QSL的稳定性是由规范涨落保证的,因此我们的描述必然超出了QSL的常规平均场结构。我们的工作也使一个有趣的临界自旋液体之间的联系,解除限制的临界性,对称性保护的拓扑相和拓扑秩序。
2016-11-19 cond-mat.str-el
Hidden chiral symmetry for kagome lattice and its analogs
本文利用分子轨道表示揭示含平带的非二分kagome晶格及其一维类似物中隐藏的手性对称性,并提出毕达哥拉斯关系以解释拓扑边缘模和多平带结构。
2024-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nature of chiral spin liquids on the kagome lattice
我们研究了最近在推广的海森堡模型中发现的手征自旋液体的性质和稳定性。使用Gutzwiller投影波函数的方法-即部分子建设-我们得到大的重叠与这些扩展海森堡模型的基态。我们进一步建议,在时间反演不变的情况下的手性自旋液体的外观是链接到两个磁有序相之间的经典过渡线。
2015-03-11 cond-mat.str-el
Comment on "$Z_{2}$ spin liquid phase on the kagome lattice: a new saddle point", by Tao Li [arXiv:1601.02165 (2016)]
在最近的一篇论文[arXiv:1601.02165]中,李涛声称,使用投影的古茨维勒费米子波函数获得的带隙$\mathbb{Z}_2$自旋液体可以在戈薇晶格上的海森堡模型中稳定下来。我们进行了非常精确的变分计算,并证实了前所未有的准确性的事实,即$\mathbb{Z}_{2}$自旋液体是一个本地的能量最小值,随着系统的大小,从而重申了一个无间隙的$U(1)$狄拉克自旋液体基态的情况。
2016-06-05 cond-mat.str-el
Exact Chiral Spin Liquid with Stable Spin Fermi Surface on the Kagome Lattice
研究了Kagome格点上Kitaev型量子自旋模型的精确可解性。我们发现一个丰富的相图,其中包括一个拓扑(带隙)手征自旋液体与带隙手征边缘状态,和一个带隙手征自旋液体相的自旋费米表面。电流模型的基态包含一个奇数的电子每单位细胞的定性区分它从以前研究的完全可解的模型与自旋费米面。此外,我们证明了自旋费米面对弱扰动是稳定的。
2011-05-20 cond-mat.str-el
Correlation-driven chiral superconductivity and chiral spin order in doped kagome lattice
采用变分集团方法研究了1/6空穴掺杂可果美晶格中哈伯德模型的电子不稳定性。1/6空穴掺杂的独特之处在于费米能级处于冯霍夫奇点,费米面具有完美的嵌套。在这种情况下,通常实现密度波。然而,我们在这里证明,手征$d_{x^{2}-y^{2}}+id_{xy}$超导态是最有利的,当一个小的Hubbard相互作用U(U<3.0 t)时,和一个标量手征自旋序实现大U(U> 5.0 t)。在它们之间,提出了自旋无序绝缘态。
2011-10-30 cond-mat.str-el
Gapless spin liquid in the kagome Heisenberg antiferromagnet with Dzyaloshinskii-Moriya interactions
大量的证据表明,最近邻的$S = 1/2$反铁磁海森堡模型在kagome晶格上的基态是一个无带隙的自旋液体。许多候选材料的实现这个模型具有另外的Dzyaloshinskiii-Moriya(DM)的相互作用。我们研究了这个系统的张量网络方法,并推导出一个弱的,但有限的DM相互作用是需要不稳定的无隙自旋液体状态。的临界幅度,$D_c/J \simeq 0.012(2)$,位于远低于DM强度提出的可果美材料herbertsmithite,表明需要重新评估的明显的自旋液体行为在这个系统中报告。
2018-12-01 cond-mat.str-el
Detecting crystal symmetry fractionalization from the ground state: Application to $\mathbb Z_2$ spin liquids on the kagome lattice
在量子自旋液体态中,分数自旋子激发可以携带分数晶体对称性量子数,这种对称性分数区分了不同拓扑有序的自旋液体态。在这项工作中,我们提出了一个简单的方法来检测签名的基态的波函数的晶体对称性表示,这样的晶体对称性碎裂。我们证明了我们的方法上投影$\mathbb Z_2$自旋液体波函数的戈薇晶格,并表明,它可以用来分类一般的波函数。特别是我们的方法可以用来区分几个建议的候选人的$\mathbb Z_2$自旋液体状态的kagome晶格。
2015-03-03 cond-mat.str-el
Space group symmetry fractionalization in a chiral kagome Heisenberg antiferromagnet
在空间群对称性下,自旋液体的任意子激发可以表征分数量子数。检测这些分数量子数,它们是劳克林准粒子的分数电荷的类似物,可能比直接观察任意子编织和统计更容易。受最近数值计算发现的kagome海森堡反铁磁体中的自旋液相的启发,我们从理论上预测了kagome晶格手征自旋液体中的空间群对称性分馏模式。我们提供了一种方法来检测这些分数量子数在有限大小的数字,这是简单的DMRG实现。应用这些发展的手征自旋液相的kagome海森堡模型,我们发现我们的理论预测和数值观测之间的完美协议。
2015-11-07 cond-mat.str-el
Spin liquid correlations in Nd-langasite anisotropic Kagomé antiferromagnet
用中子在单晶上的非弹性散射研究了几何阻挫Nd $\_3$ Ga $\_5$ SiO $\_{14}$化合物的动态磁关联。发现了一种在倒易空间中呈环形分布的散射信号,具有前所未有的色散特性。从相关自旋模型计算的静态磁散射的比较表明,所观察到的相是一个反铁磁kagomé的各向异性的Nd矩的晶格固有的自旋液体。
2006-05-23 cond-mat.str-el
Resonating dimer-monomer liquid state in a magnetization plateau of a spin-$\frac{1}{2}$ kagome-strip Heisenberg chain
高阻挫自旋系统,如戈薇晶格(KL)是一个宝库的新量子态与大纠缠。因此,我们利用密度矩阵重整化群(DMRG)方法研究了一维KL的kagome带链(KSC)上的自旋- $\frac{1}{2}$海森堡模型.通过对KSC的中心荷和纠缠谱的计算,我们发现了一种在1/5磁化平台上具有双简并纠缠谱的新型无带隙自旋液体态。在用动态DMRG方法计算的动态自旋结构中,我们还得到了一个无带隙的低能级连续谱。我们提出了一个共振二聚体单体液体状态,将满足这些功能。
2020-10-26 cond-mat.str-el
Anomalous Hall Effect due to the spin chirality in the Kagomé lattice
我们考虑了一个二维电子气在kagomé晶格上运动并与手征磁织构局部耦合的模型。我们发现,横向电导率$σ\_{xy}$不消失,即使自旋轨道耦合不存在,它可能会表现出不寻常的行为。模型参数是手征性、传导电子数和局域耦合幅度。当这些参数变化时,发生以能带陈数变化为特征的拓扑转变。因此,$σ\_{xy}$可以被量化,与手性成比例,或者在改变这些参数时具有非单调行为。
2006-01-25 cond-mat.str-el
Vestigial anyon condensation in kagome quantum spin liquids
我们构造了一个拓扑有序的晶格模型(kagome量子自旋液体),并用无偏量子蒙特卡罗模拟求解。一个三阶段的任意子凝聚与两个过渡从$\mathbb Z_2\boxtimes\mathbb Z_2$拓扑秩序的$\mathbb Z_2$拓扑秩序,并最终到一个平凡的对称相位被揭示。这些结果提供了量子磁体中拓扑序之间相变的具体例子。所设计的量子自旋液体模型及其数值解为进一步研究残余任意子凝聚提供了一个平台。
2021-01-07 cond-mat.str-el
Gapless chiral spin liquid from coupled chains on the kagome lattice
利用微扰重整化群方法,我们证明了具有交错手征相互作用的kagome晶格上的扩展($J_1$-$J_2$ - $J_d$)海森堡模型($J_χ$)可以呈现无隙手征量子自旋液体相.在耦合链结构中,这个相可以理解为手性滑动Luttinger液体,沿着链方向具有自旋相关的代数衰减。我们使用有效场论计算了这种无带隙的手征自旋液体的低能性质,并表明它们与部分子平均场论的预测是兼容的。这些结果可能与在钾霞石材料中观察到的状态有关。
2018-01-24 cond-mat.str-el
Disordered, Spin Liquid and Valence-Bond Ordered Phases of the Kagome Lattice Quantum Ising Models With Transverse Field and XXZ Dynamics
利用Kagome晶格自旋模型研究了量子伊辛反铁磁体中无序、自旋液体和价键有序相的一般条件。一系列的量子动力学过程中的伊辛模型,与和没有总伊辛自旋保守,分析表明,产生所有三个特征量子顺磁相位的可果美系统。特别强调的XXZ模型,可以比较明智的Kagome晶格海森堡反铁磁体。它明确表明,总自旋守恒动力学可以产生一个共振价键(RVB)液相非常短程相关,但也价键有序相兼容的一个建议来解释看似无隙单态的海森堡反铁磁体的Kagome晶格。通用自旋模型的可能后果进行了讨论。分析结合了紧U(1)规范理论,对偶变换,格场理论方法,变分方法。
2004-03-12 cond-mat.str-el
Quantum Spin Liquid in a Breathing Kagome Lattice
最近的实验的钒氟氧化物材料DQVOF的动机,我们研究可能的自旋液相呼吸kagome晶格S=1/2自旋。通过投影对称群分析,我们确定了这种晶格上的费米子和玻色子$\mathbb{Z}_2$自旋液体的可能相,并建立了两者之间的对应关系。各向同性戈薇晶格上海森堡模型的基态本质是一个激烈争论的话题,$\mathbb{Z}_2$和U(1)自旋液体都被认为是合理的基态。使用变分蒙特卡罗技术,我们表明,一个带隙的$\mathbb{Z}_2$自旋液体出现作为明确的基态在存在这种呼吸各向异性。我们的研究结果表明,呼吸各向异性有助于稳定这种自旋液体基态,这可能有助于我们理解的实验结果,并有助于指导未来的数值研究这些系统。
2016-05-17 cond-mat.str-el
Phenomenological Z_2 lattice gauge theory of the spin-liquid state of the kagome Heisenberg antiferromagnet
我们构造了一个唯象的Z_2格点规范理论来描述自旋为零的反铁磁体的自旋液体态。该模型是Misguich-Serban-Pasquier哈密顿量的自然推广,增加了受晶格对称性强烈约束的相互作用。我们能够再现定性的许多特征在最近的数值研究中观察到的。我们也沿着类似的路线与以前的作品联系起来。
2013-03-05 cond-mat.str-el
Quantum dimer model on the kagome lattice: solvable dimer liquid and Ising gauge theory
我们介绍了量子二聚体模型的角共享三角形的晶格。这些格包括kagome格,并且可以被定义为任意几何形状。它们实现了具有拓扑简并和非精细分数激发的完全无序和带隙的二聚体-液相,以及固相。利用晶格的几何性质,精确地得到了一些结果,包括二聚体液体的全光谱。这些模型提供了一个非常自然的--也许是最简单的--框架来说明一般的概念,如分数化、拓扑序和与Z_2规范理论的关系。
2002-10-02 cond-mat.str-el
Topological Magnetic Excitations on the Distorted Kagome Antiferromagnets: Applications to Volborthite, Vesignieite, and Edwardsite
在这封信中,我们确定了一个非共面的手征自旋织构扭曲的kagomé晶格反铁磁体的存在下,诱导的磁场施加垂直于扭曲的kagomé平面。非共面手征自旋织构具有非零标量自旋手征,类似于时间反演对称性破缺的手征量子自旋液体。在非共面制度中,我们观察到非平凡的拓扑磁激发和热霍尔响应通过紧急场诱导的标量自旋手征在对比的Dzyaloshinskiii-Moriya(DM)的自旋轨道相互作用是驱动力的共线铁磁体。我们的结果为最近在非零磁场下没有DM自旋-轨道相互作用信号的畸变kagomé伏硼硫铁矿中的Hall热导率的观测提供了依据,并且这些结果也适用于其他畸变kagomé反铁磁体如vesignieite和edwardsite.
2018-10-19 cond-mat.str-el
Semion wave function and energetics in a chiral spin liquid on the Kagome lattice
近年来,在海森伯模型的几种变形中发现了手征自旋液态--一种由Kalmeyer和Laughlin于1987年首次提出的分数量子霍尔态的玻色子类似物。在这里,我们应用国家的最先进的数值技术的一个这样的模型,其中时间反演对称性的破坏驱动系统进入手性相。我们的方法使我们能够获得明确的矩阵产品状态表示的低位激发的手征自旋液体状态,包括拓扑非平凡的半离子激发。我们表征这些激发和研究他们的能量模型是朝着拓扑相变调整。
2015-06-10 cond-mat.str-el
Topological excitations and the dynamic structure factor of spin liquids on the kagome lattice
最近对自旋为1/2的kagome晶格反铁磁体ZnCu 3(OH)6Cl 2(Herbertsmithite)的中子散射实验首次提供了在二维空间中量子自旋液体状态中的分数激发的证据。与现有的自旋液体理论模型相比,测得的动态结构因子揭示了一个激发连续体,它是显着平坦的频率的函数,几乎没有动量依赖性沿几个高对称性方向。在这里,我们表明,许多实验观察到的功能可以解释在Z2自旋液体的拓扑vison激发的存在。这些介子在可果美晶格上形成平坦的能带,因此充当自旋携带激发的动量汇,这些自旋携带激发通过中子散射探测。我们计算了两种不同的Z2自旋液体的动态结构因子,发现其中一种描述了Herbertsmithite以及以上的一个非常低的能量截止。
2013-08-09 cond-mat.str-el
Variational Monte Carlo study of chiral spin liquid in the extended Heisenberg model on the Kagome lattice
利用Gutzwiller投影的费米子态和变分蒙特卡罗方法研究了Kagome格点上的扩展海森堡模型。特别地,当考虑第二和第三近邻超交换时,我们发现由非平凡磁通量和长程手征-手征关联描述的带隙自旋液体与无隙U(1)Dirac态相比在能量上更有利。此外,拓扑Chern数,通过积分Berry曲率,和基态的简并度,通过构造线性独立的状态,导致我们确定这种通量状态的手征自旋液体与$C=1/2$分数Chern数。
2015-05-22 cond-mat.str-el
Scalar Chiral Spin-1/2 Order on Kagome Lattices in Nd3Sb3Mg2O14
我们引入了具有理想kagome晶格的钕离子在ABC堆积中的$\mathrm{Nd_{3}Sb_{3}Mg_{2}O_{14}}$。热力学测量表明:Curie-Weiss温度为$Θ_{CW}=-0.12~$ K,$^{3+}$自旋为1/2 Kramers基态,在$T_N=0.56(2)~$ K处发生二级相变.中子散射揭示了非共面标量手性${\bf k} =0$磁序,其相关长度超过400 = 55 $a$,有序矩为$1.79(5)~μ_B$。这种顺序包括一个倾斜的铁磁组件垂直于戈薇平面的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的青睐。
2016-04-13 cond-mat.str-el
Chiral spin liquids on the kagome Lattice
研究了kagome晶格上最近邻的$XXZ$ Heisenberg量子反铁磁体。本文考虑了几种微扰:a)手征性项,b)Dzyaloshinski-Moriya项和c)环交换型项对kagome晶格bowties的影响,并探讨它们是否能支持手征自旋液体作为基态.用于研究这些哈密顿量的方法是一种通量附着变换,该变换将晶格上的自旋映射到与可果美晶格上的陈-西蒙斯规范场耦合的费米子。这个变换要求我们在kagome格上一致地定义一个Chern-Simons项。我们发现,即使在没有均匀磁场的情况下,手征项也会导致手征自旋液体,并且在$XY$各向异性区域中具有有效的自旋霍尔电导$\sxy = \frac{1}{2}$。Dzyaloshinkiii-Moriya项也导致类似的手性自旋液体,但只有当这项不是太强时。外部磁场也有可能产生额外的平台,其也表现得像$XY$体系中的手性自旋液体。最后,我们考虑了环交换项的影响,发现只要它的耦合常数足够大,它可以通过时间反演不变性的自发破缺而引发到手性自旋液体的相变。
2015-09-09 cond-mat.str-el
Spin-1/2 Heisenberg antiferromanget on kagome: a $Z_2$ spin liquid with fermionic spinons
受最近对kagome上自旋为1/2的海森堡反铁磁体的数值和实验研究的启发,我们建立了一个费米子自旋子的多体模型[Phys. Rev. Lett. 103,187203(2009)]。在S=0通道中,自旋子与突现的U(1)规范场相互作用,并受到强烈的短程吸引。该模型的基态一般为$Z_2$液体。我们计算的边缘的两个自旋连续和比较的理论从费米子方法的海森堡模型。
2013-01-15 cond-mat.str-el
Instabilities of Spin-Liquid States in a Quantum Kagome Antiferromagnet
由于几何挫折而产生的自旋液体的涌现行为使它们成为一种有趣的物质状态。我们表明,在量子kagome反铁磁体ZnCu $_3$(OH)$_6$ SO $_4$中存在几种不同的相关但波动的状态。通过结合互补的本地探测技术与中子散射,我们发现了一个交叉从临界制度到一个无间隙的自旋液相随着温度的降低。后一相的额外非常规不稳定性导致在最低温度下稳定的第二种不同的自旋液体状态。我们将这种复杂的行为作为不同受抑量子磁体的共同特征。
2016-02-23 cond-mat.str-el
Chiral and flat-band magnetic cluster excitations in a ferromagnetic kagome metal
研究TbMn6Sn6铁磁kagome金属,发现其Mn kagome层内未观察到明确定义的集体磁振子模式,而是局域于六边形晶格的过阻尼手性和平带自旋关联。
2023-02-06 cond-mat.str-el
Nature of the Spin Liquid Ground State of the S=1/2 Kagome Heisenberg Model
利用密度矩阵重整化群(DMRG)方法研究了kagome晶格上S=1/2海森堡反铁磁体的自旋液体基态.利用SU(2)自旋对称性,这使我们能够保持多达16,000个DMRG态,我们考虑周长高达17个晶格间距的圆柱体,并发现自旋液体基态,估计每个位置的能量为-0.4386(5),自旋间隙为0.13(1),自旋非常短程衰减,二聚体和手性关联函数以及与γ =LD 2一致的有限拓扑缠结γ,排除了无间隙、手性或非拓扑自旋液体。同时,DMRG结果为带隙拓扑Z2自旋液体提供了强有力的证据。
2012-08-14 cond-mat.str-el
Chiral spin states in polarized kagome spin systems with spin-orbit coupling
我们研究了具有几何阻挫、自旋轨道耦合和铁磁性的量子自旋系统。我们认为,这样的系统很可能是在一个手征自旋状态,分数量子霍尔(HALH)状态玻色子自旋自由度。玻色子态的能量尺度与自旋轨道耦合和铁磁性的能量尺度相同--总体上比半导体中的玻色子态的能量尺度高得多。
2011-02-11 cond-mat.str-el
Gapless spin liquid ground state in the S=1/2 vanadium oxyfluoride kagome antiferromagnet [NH4]2[C7H14N][V7O6F18]
氟氧化钒[NH 4]2[C7 H14 N][V7 O 6 F18](DQVOF)是一种几何阻挫磁性双层材料。该结构由V4+ d1离子的S=1/2 kagome平面和位于kagome层之间的S=1 V3+ d2离子组成。μ子自旋弛豫测量表明,尽管反铁磁交换相互作用的能量标度为60 K,但在40 mK以下没有自旋冻结。从磁化强度和热容量的测量,我们得出结论,S=1自旋的面间V 3+离子是弱耦合到kagome层,DQVOF可以被看作是一个实验模型S=1/2 kagome物理,它显示了一个无隙自旋液体基态。
2013-06-18 cond-mat.str-el
Spin Liquid Ground State in the Frustrated Kagome Antiferromagnet MgCu3(OH)6Cl2
我们报道了Mg{x}Cu{4-x}(OH)6Cl 2与x \sim 1的muSR实验,x \sim 1是一种与Herbertsmithite同构的新材料,表现出自旋1/2(Cu^{2+})的规则kagome平面,因此是自旋液体基态的候选者。我们证明了在20 mK(\sim J/10 ^4)以下不存在任何磁有序。我们详细研究了零场和外加纵向场下的自旋动力学,并提出了一种基于低T缺陷的解释来解释在量子自旋液体相中观察到的非常规动力学。
2014-10-02 cond-mat.str-el
Chirality-driven mass enhancement in the kagome Hubbard model
利用集团扩展的动力学平均场论研究了挫挫kagome格点上哈伯德模型的准粒子质量增强。通过分析团簇密度矩阵,我们发现了一个层次的能量尺度之间的电荷,自旋和手性自由度。与自旋和电荷涨落的其他能量标度相比,与手征性相关的大量熵在较低的温度下释放,导致比热和单粒子谱的尖峰。结果表明,一个通用的机制,质量增强驱动下出现的复合自由度几何挫折。
2010-02-19 cond-mat.str-el
Emergent chiral spin ordering and anomalous Hall effect of kagome lattice at 1/3 filling
对kagome晶格的电磁性质的研究一直是探索物质拓扑相的一个活跃的研究领域。特别是含有过渡金属锡化物等的可果美体系,表现出由铁磁或非共线磁有序驱动的有趣的反常霍尔效应。本文在这些工作的基础上,研究了填充度为1/3时的kagome晶格中强关联自旋轨道耦合电子。利用Hartree-Fock方法和有效模型分析,我们报道了伴随着不同的电荷和磁有序相的量子相变。特别地,在强相互作用极限下,我们发现了新的1(2)钉扎金属态,这些态可以用有效的局域电子模型来理解。此外,当存在自旋-轨道耦合时,这种钉扎金属态打开了一个具有手性自旋有序的Chern绝缘相的宽区域。因此,量子反常霍尔效应与涌现的标量自旋手征。我们的理论提供了一个适用于过渡金属锡化物的强相互作用可果美金属的理论平台。
2019-12-29 cond-mat.str-el
Flux-driven quantum spin liquids in kagome optical lattices
量子自旋液体(QSL)定义了一类奇异的量子基态,其中自旋在零温度下是无序的。我们提出了在可果美光晶格中利用外加通量实现量子线的途径。光通量晶格可以用来诱导均匀的光通量和手性三自旋相互作用,从而驱动带隙手性自旋液体的形成。一种不同的方法基于最近的实验,使用激光辅助隧道和晶格倾斜实现了交错的磁通模式,可以驱动具有对称保护节线的无间隙自旋液体。因此,我们的建议,建立一个强大的平台,探索QSL的有效通量的可果美光晶格。
2019-11-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Algebraic vortex liquid theory of a quantum antiferromagnet on the kagome lattice
越来越多的实验和数值研究表明,即使在远低于交换作用强度的温度下,具有主要反铁磁近邻相互作用的kagome晶格上的低半奇数整数量子自旋也不会磁性有序或破坏晶格对称性。此外,似乎有过多的低能量激发,主要是单线态,但也自旋携带,这表明假定的基础量子自旋液体是一个无间隙的"临界自旋液体“,而不是一个有间隙的自旋液体与拓扑秩序。在这里,我们发展了一个有效场论方法,用于自旋为1/2的海森堡模型,具有易平面各向异性的kagome晶格。通过采用涡旋对偶变换,然后通过费米子化和通量涂抹,我们获得了一个无间隙但稳定的临界自旋液相,这是描述(2+1)维量子电动力学(QED $_3$)与紧急$\mathrm{SU}(8)$味对称。从有效场论中导出了比热、热导率和动力学结构因子,并与其它理论方法进行了比较。
2007-03-19 cond-mat.str-el
Fractionalized spin-wave continuum in spin liquid states on the kagome lattice
受最近在赫氏体中子散射实验中观察到的自旋波连续体(SWC)的启发,我们利用Gutzwiller投影波函数研究了可果美晶格上自旋液态的动态自旋结构因子$S(\mathbf{q},ω)$.自旋液体中自旋1激发态用Gutzwiller投影的双自旋子激发波函数表示。我们研究了三种不同的自旋液体候选者,自旋费米面自旋液体(FSL),狄拉克自旋液体(DSL)和随机通量自旋液体(RSL)。FSL和RSL在扩展磁布里渊区中的$K$点处的$S(\mathbf{q},ω)$中具有低能量峰,与在$M$点处发现低能量峰的实验相反。DSL测量与中子散射测量之间没有明显的矛盾。除了一个分数的自旋(即自旋-1/2),自旋子在DSL携带一个分数的晶体动量,这是潜在的可检测的SWC在中子散射测量。
2015-07-10 cond-mat.str-el
Quantum dimer model for the spin-1/2 kagome Z2 spin liquid
我们重新描述的低能量单重扇区的自旋1/2海森堡反铁磁体在一个有效的量子二聚体模型。适当的有限大小的集群精确对角化的帮助下,我们表明,一个给定的过程中的kagome环境中的嵌入导致显着修改的基本循环过程的振幅,效果不可访问的标准方法的基础上截断的哈密顿量的最近邻价键的基础上。得到的参数是一致的Z $_2$自旋液体,而不是与价键晶体,与最后的密度矩阵重整化群的结果。
2014-09-04 cond-mat.str-el
Holon Wigner Crystal in a Lightly Doped Kagome Quantum Spin Liquid
我们解决了轻掺杂的自旋液体的问题,通过大规模的密度矩阵重整化群(DMRG)研究的$t$ - $J$模型上的一个小的,但非零浓度,$δ$,掺杂空穴的Kagome晶格。现在普遍认为,未掺杂的($δ=0$)自旋1/2海森堡反铁磁体具有自旋液体基态。理论上,这种自旋液体的轻掺杂可以产生高温超导体或奇异拓扑费米液体金属(FL $^\ast$)。相反,我们推断掺杂空穴形成绝缘电荷密度波态,每个单元格有一个掺杂空穴-即维格纳晶体(WC)。自旋关联仍然是短程的,就像在自旋液体母态中一样,我们由此推断,这种状态是无自旋的holon(WC $^\ast$)晶体,而不是空穴晶体。我们的研究结果可能与可果美晶格Herbertsmithite $\rm ZnCu_3(OH)_6Cl_2$掺杂有关。
2017-03-17 cond-mat.str-el
Unification of bosonic and fermionic theories of spin liquids on the kagome lattice
最近的数值研究为kagome晶格自旋1/2海森堡模型中的带隙$Z_2$量子自旋液体提供了强有力的证据。自旋液体的一个特点是对称性可以被分解,不同的对称性分解模式意味着不同的相。kagome自旋液体的对称性分馏模式仍有待确定。研究自旋液体的一种流行方法是将物理自旋分解为服从玻色(Schwinger玻色子)或费米(Abrikosov费米子)统计的部分子,然后在平均场论中处理。一个长期存在的问题是,这两种方法是否真正不同,或者以互补的方式描述同一阶段。在这里,我们表明施温格玻色子平均场(SBMF)结构中的所有8个$Z_2$自旋液相也可以用Abrikosov费米子来描述,从而统一了似乎相当不同的理论对。其关键思想是,对于$Z_2$自旋液体状态,允许一个SBMF描述的kagome晶格上,对称分馏的视觉是唯一固定的。我们发现两个很有希望的kagome Heisenberg模型的候选态,Sachdev的$Q_{1}=Q_{2}$ SBMF态和Lu-Ran-Lee的$Z_2[0,π]β$ Abrikosov费米子态,描述了相同的对称自旋液相.我们希望这些结果有助于在一个完整的规范的数值观察自旋液相。我们还讨论了一组$Z_2$自旋液相的费米部分子方法,自旋旋转和晶格对称性保护无带隙边缘状态,不承认SBMF描述。
2017-12-29 cond-mat.str-el
Chirality-spin separation in the Hubbard model on the kagome lattice
采用集团推广的动力学平均场论和连续时间量子蒙特卡罗方法,研究了半填充kagome晶格上哈伯德模型在强关联金属区的几何阻挫效应.我们发现,电子关联增强自旋手征在矢量和标量通道。手性随温度的降低而增加,并在低温下出现一个峰值,表明在强关联下出现了一个新的能量尺度。峰值温度比局域自旋矩的峰值温度低得多,即手征性和局域自旋矩的特征温度分离得很好。这是一个签名之间的分离自旋和手征自由度的相关金属制度下的几何挫折。
2010-02-19 cond-mat.str-el
Intrinsic nature of chiral charge order in the kagome superconductor RbV3Sb5
具有可果美晶格的超导体已经被发现了40多年,超导转变温度TC高达7K。最近,某些kagome超导体已被发现表现出一种奇异的电荷秩序,它与超导性交织在一起,并持续到比TC高一个数量级的温度。在这项工作中,我们使用扫描隧道显微镜(STM)研究可果美超导体RbV3Sb5中的电荷有序。我们观察到一个2x2的手征电荷顺序和表面超晶格(主要是1x4)。我们发现2 × 2电荷序具有内在的手征性和磁场可调性。缺陷可以散射电子以引入驻波,驻波与电荷序耦合以引起非本征效应。虽然手性电荷顺序类似于在KV3Sb5中发现的,但它进一步与KV3Sb5中不存在但存在于CsV3Sb5中的表面超晶格相互作用。
2021-07-20 cond-mat.str-el
Striped spin liquid crystal ground state instability of kagome antiferromagnets
自旋1/2海森堡kagome反铁磁体的狄拉克自旋液体基态具有潜在的不稳定性[1-4]。这被认为是它在大规模数值计算中没有得到有力支持的原因[5]。然而,以前观察这些不稳定性的尝试都失败了。我们发现了一个比狄拉克自旋液态能量更低的投影BCS态,这为研究可果美反铁磁体的基态的稳定性提供了新的视角。这个新国家有三个显著特点。首先,它以一种不寻常的方式打破了两种空间对称性,可能使自旋子沿着一个方向解除限制。其次,它将U(1)规范对称性破缺为$Z_2$。第三,它具有先前提出的“π”的空间对称性,这表明它是狄拉克自旋液体的不稳定性。本文所述的状态还与在Zn-副氯铜矿中在低Zn浓度下观察到的kagome晶格的畸变具有显著的相似性,表明其可能已经在这些材料中实现。
2012-10-04 cond-mat.str-el
Non-Abelian Chiral Spin Liquid on the Kagome Lattice
我们研究了由Gutzwiller投影的$p_x+ip_y$超导体构成的kagome晶格上的$S=1$自旋液态。我们表明,得到的自旋液体是非阿贝尔或阿贝尔拓扑相,这取决于费米平均场态的拓扑结构。通过计算模矩阵$S$和$T$,我们证实了投影拓扑超导体是非阿贝尔手征自旋液体(NACSL).我们得到的手征中心荷和自旋霍尔电导与$SO(3)_1$(或等价地,$SU(2)_2$)场论的预言非常一致。我们提出了一个局部哈密顿量,这可能会稳定的NACSL。从变分研究,我们观察到的拓扑相变从NACSL的$Z_2$阿贝尔自旋液体。
2018-05-13 cond-mat.str-el
Correlated impurities and intrinsic spin liquid physics in the kagome material Herbertsmithite
低能非弹性中子散射在可果美自旋液体化合物ZnCu 3(OD)6Cl 2(Herbertsmithite)单晶上揭示了能量转移E < 0.8 meV(~J/20)时杂质自旋之间的反铁磁相关性。动量的依赖性显着不同,从更高的能量散射所产生的内在的戈薇自旋。低能量波动的特点是波矢(1 0 0)和(0 0 3/2)附近的漫散射,这是一致的反铁磁相邻的三角形(Zn)中间层上的最近邻铜杂质对之间的相关性。相应的杂质晶格类似于一个简单的立方晶格在稀释极限低于逾渗阈值。这样的杂质模型可以描述先前的中子、NMR和比热数据。低能中子的数据是一致的存在下,一个小的自旋间隙(Δ ~ 0.7 meV)的可果美层,类似于最近观察到的NMR。区分铜杂质散射和平面可果美铜自旋散射的能力为探索本征自旋液体物理提供了新的途径。
2015-12-21 cond-mat.str-el
Quantum spin-liquid behavior in the spin-1/2 random-bond Heisenberg antiferromagnet on the kagome lattice
利用精确对角化方法研究了kagome晶格上猝灭键无规性对$S=1/2$反铁磁海森堡模型有序性的影响.当随机性超过临界值时,该模型的基态表现出从非磁性态到随机性相关的无带隙自旋液体态的转变。讨论了S=1/2 kagome晶格反铁磁体herbertsmithite的影响。
2014-08-23 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Gapless spin liquids on the three dimensional hyper-kagome lattice of Na$_4$Ir$_3$O$_8$
最近的实验表明,Na $_4$ Ir $_3$ O $_8$,其中s=1/2铱局域矩形成角共享三角形的三维网络的材料,可能具有无隙自旋激发的量子自旋液体基态。结合精确对角化、费米平均场基态的对称性分析和Gutzwiller投影变分波函数的研究,我们提出了一种具有自旋费米面的量子自旋液体作为Na $_4$ Ir $_3$ O $_8$超kagome晶格上海森堡模型基态的有利候选.我们提出了这种自旋液体比热的重整化平均场论,并讨论了自旋费米面可能的低温不稳定性。
2008-06-26 cond-mat.str-el