Defect-induced edge ferromagnetism and fractional spin excitations of the SU(4) $π$-flux Hubbard model on honeycomb lattice
最近,人们提出了一个蜂窝晶格上的SU(4)$π$通量哈伯德模型来研究$α$ -ZrCl $_3$的自旋轨道激发[Phys.~修订版~ Lett. 121.097201~(2017)]。基于这个锯齿形边缘模型,我们证明了边缘缺陷可以诱导边缘平带,导致SU(4)边缘铁磁性。我们发展了一个有效的一维相互作用哈密顿量来研究相应的SU(4)自旋激发。值得注意的是,边缘铁磁体的SU(4)自旋激发表现为覆盖整个能量区域的连续谱,而不是通常的磁振子。通过进一步的纠缠熵分析,我们认为,除了粒子-空穴Stoner激发外,连续谱由消失的磁振子的分数自旋激发组成。此外,在有限宽度的带系统中,消失的磁振子可以在有限尺寸效应形成的带隙中恢复,并且恢复的磁振子的光学分支是拓扑非平凡的.
2022-06-16 cond-mat.str-el
Kane-Mele Hubbard model on a zigzag ribbon: stability of the topological edge states and quantum phase transitions
利用弱耦合重整化群(RG)方法研究了有限尺寸锯齿形蜂窝晶格上KMH模型的量子相位和相变.在非相互作用的限制,KM模型是已知的,以支持拓扑边缘状态,其中电子显示螺旋性质的自旋和动量的方向被锁定。由于有限尺寸效应,产生了有效的边间跳变项。在存在在位库仑排斥作用和边间跳跃的情况下,重点讨论了拓扑边态的稳定性(TI相)相对于(i)电荷和自旋带隙(II)相,(ii)电荷带隙但自旋无隙(IC)相和(iii)自旋带隙但电荷无隙(CI)相,这取决于锯齿形带的宽度(偶数/奇数)、掺杂水平(电子填充因子)和库仑相互作用与边缘间隧穿的比率。我们讨论了偶数和奇数锯齿带的不同相图。我们发现TI-CI、II-IC和II-CI量子相变都是Kosterlitz-lesser(KT)型的。通过计算各种关联函数,我们进一步分析了这些相的性质和主要的不稳定性。
2014-01-20 cond-mat.str-el
Bandwidth-resonant Floquet states in honeycomb optical lattices
在Floquet理论中,我们研究了由费米子组成的蜂窝状光晶格的非平衡系统的拓扑相。我们集中在中间制度,其中的振动频率是相同的数量级的带宽,这样相邻的Floquet带开始重叠,创建一个层次的带反转。结果表明,双声子共振提供了一个拓扑相,可以描述内的Bernevig-Hughes-Zhang模型的碲化汞量子阱。这使得了解的平衡拓扑相位在简单的带反转,类似于平衡系统。
2015-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Detecting Topological Order with Ribbon Operators
本文介绍了一种基于一维体算子的二维模型拓扑序的数值识别方法。我们的想法是通过大量的行为作为字符串运算符关联到一个任意子模型,以确定支持薄条近似对称。我们可以用矩阵乘积的形式表示这些带状运算符,并定义一个成本函数,使我们能够有效地优化这个类。我们测试了这种方法的自旋模型与阿贝尔拓扑秩序,通过寻找带运营商的$\mathbb{Z}_d$量子双模型与本地领域和Ising类条款。此外,我们确定带状物的阿贝尔阶段的Kitaev的蜂窝模型,作为量子纠错码的编码量子比特的逻辑运算符。我们进一步确定了量子罗盘模型中的拓扑编码量子位,并表明,尽管这个量子位,该模型不支持拓扑秩序。最后,我们讨论了该方法如何支持检测nonabel拓扑序的推广。
2016-09-07 cond-mat.str-el quant-ph
Strong-coupling perturbative study of the disordered Hubbard model on honeycomb lattice
研究了蜂窝晶格上的Anderson无序哈伯德模型。Hubbard项是用强耦合微扰理论处理的,它把Mott跃迁物理编码成一个丰富的局域自能动力学结构。自能的局部性质允许我们将其与核多项式方法和传递矩阵方法相结合。自能的局部性与强耦合微扰理论的分析性质相结合,使我们能够研究具有数百万个位置的晶格。带状几何形状中的传递矩阵方法基本上不受有限尺寸误差的影响,并且允许我们对带状的宽度进行仔细的有限尺寸标度。这种有限尺寸标度使我们能够排除Mott和Anderson绝缘相之间存在金属相的可能性。因此,当无序强度W与Hubbard相互作用U相当时,我们发现Anderson绝缘体和莫特绝缘体之间存在直接跃迁。对于一个固定的无序W,我们得到了一个相互作用相关的非单调行为的局域化长度,反映了相互作用诱导的增强的局域化长度为弱和中等的相互作用强度。最终在强相互作用U处,Mott局域化接管并且局域化长度变得与晶格尺度相当。这让人想起莫特态的全息测定,其中系统在IR处识别其UV晶格标度。
2018-06-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological semimetals and insulators in three-dimensional honeycomb materials
半金属,其中传导带和价带接触但不形成费米表面,由于它们的反常性质而引起了相当大的兴趣,这始于在石墨烯和其他二维蜂窝材料中发现狄拉克物质。在这里,我们介绍了一个家庭的三维蜂窝系统,其电子能带结构表现出各种拓扑半金属与狄拉克节线。我们发现,这些节线出现在不同的数量和相互的几何形状,这取决于底层的晶格结构。它们是稳定的,在大多数情况下,由时间反转和反转对称性的组合,并伴随着拓扑保护的“鼓面”表面状态。在大部分情况下,这些节线系统在施加磁场时表现出朗道能级量子化和平坦带。在自旋-轨道耦合的存在下,这些拓扑半金属一般形成(强)拓扑绝缘体。这种对三维蜂窝体系电子能带结构的综合分类可能对未来的材料合成具有指导意义。
2018-03-13 cond-mat.str-el
Topological spin excitations in honeycomb ferromagnet CrI$_3$
在二维蜂窝铁磁体中,玻色子磁振子准粒子(自旋波)可以表现为无质量的狄拉克费米子,也可以形成拓扑保护的边缘态。定义其性质的关键成分是次近邻Dzyaloshinskiii-Moriya(DM)相互作用,它打破了晶格的反转对称性,并区分了相关自旋波激发的手性。利用非弹性中子散射,我们发现绝缘蜂窝铁磁体$_3$($T_C=61$ K)的自旋波在狄拉克点处有两个由$\sim$ 4 meV能隙隔开的铁磁激发带.这些结果只能通过考虑DM相互作用的海森堡哈密顿量来理解,从而提供了实验证据,证明CrI $_3$中的自旋波可以具有用于无耗散自旋电子学应用的鲁棒拓扑性质。
2018-10-30 cond-mat.str-el
Self-Organized Bosonic Domain Walls
采用精确的数值模拟方法研究了锯齿形边缘蜂窝晶格带上的硬核玻色子。我们绘制了不同宽度的带的相图,其中包含超流和绝缘体相在不同的填充。我们发现,电荷畴壁是积极有利的,形成鲜明对比的一组网站上的一个单一的子晶格的二分几何在$ρ=\frac{1}{2}$填充的更典型的占领。这种“自组织畴壁”将具有相反Berry曲率的两个电荷密度波(CDW)区域分开。随着畴壁拓扑性质的改变,超流输运沿畴壁向下发生。我们的结果提供了一个具体的背景下观察玻色子拓扑现象,并可以在实验上模拟使用玻色子冷原子被困在设计的光晶格。
2019-10-31 cond-mat.str-el
Topological invariants in interacting Quantum Spin Hall: a Cluster Perturbation Theory approach
利用集团微扰理论计算了二维蜂窝晶格上相互作用电子的格林函数、准粒子能量和拓扑不变量,其中考虑了自旋-轨道耦合和在位e-e相互作用。这允许定义参数范围(Hubbard U vs自旋轨道耦合),其中2D系统表现为平凡绝缘体或量子自旋霍尔绝缘体。蜂窝带中无隙准粒子态的存在证实了这种行为。我们已经讨论了集群对称性的重要性,以及CPT和大多数量子集群方法缺乏完全平移对称性的影响。还提供了该方法的适用性的限制的意见。
2015-02-02 cond-mat.str-el
Topological honeycomb magnon Hall effect: A calculation of thermal Hall conductivity of magnetic spin excitations
最近,在可果美和烧绿石晶格上实验观察到自旋激发的磁振子霍尔效应。霍尔热导率$κ^{xy}$作为可果美晶格上的磁场或温度的函数改变符号,并且$κ^{xy}$在反转烧绿石晶格上的磁场的符号时改变符号。基于这些令人兴奋的实验结果,我们从理论上提出了一种在蜂窝晶格上实现磁振子霍尔效应的简单的双带模型。自旋激发的磁振子霍尔效应以通常的方式通过晶格的反转对称性的破缺而产生,然而,通过次近邻的Dzyaloshinsky-Moriya(DM)相互作用。我们发现,$κ^{xy}$有一个固定的符号为所有的参数制度考虑。这些结果与Lieb,kagome和烧绿石晶格相反。我们进一步表明,低温依赖于磁振子霍尔电导率遵循$T^{2}$法律,而不是戈薇和烧绿石晶格。这些结果提供了一种测量二维蜂窝量子磁体和蜂窝光晶格中超冷原子的霍尔热导率的实验方法。
2016-07-24 cond-mat.str-el
Strong magnetic frustration and anti-site disorder causing spin-glass behavior in honeycomb Li2RhO3
由于大的自旋-轨道耦合,$d$ -金属氧化物中的$t_{2g}^5$电子构型倾向于高度各向异性的交换相互作用和奇异的磁性。在$5d^5$铱酸盐中,考虑到现有的各种晶体结构,磁各向异性可以从反对称到对称Kitaev型,相互作用强度超过各向同性项。通过多体电子结构计算,我们研究了$4d^5$蜂窝状氧化物Li $_2$ RhO $_3$的磁交换性质和有趣的自旋玻璃行为。对于原始的晶体没有铑-锂网站反转,我们预测的二聚基态在同构的$5d^5$铱酸锂$_2$ IrO $_3$,与三重自旋二聚体有效地放置在一个挫折的三角形晶格。利用Rh-Li反位无序,我们将观察到的自旋玻璃相解释为不同的、近简并对称破缺配置的叠加。
2015-11-26 cond-mat.str-el
A first theoretical realization of honeycomb topological magnon insulator
最近的研究表明,在蜂窝晶格上的海森堡(反)铁磁体中,磁振子(自旋波准粒子)实现了一个无质量的二维(2D)类狄拉克哈密顿量。结果表明,狄拉克磁振子哈密顿量保持时间反演对称定义的亚格子赝自旋和狄拉克点是强大的对磁振子-磁振子相互作用。狄拉克点也发生在非零能量。在本文中,我们提出了一个简单的实现非平凡的拓扑结构(磁振子边缘状态)在这个系统中。我们表明,狄拉克点缺口时,通过引入下一个最近的邻居Dzyaloshinskiii-Moriya(DM)相互作用的晶格的反演对称性被打破。从而实现了电子系统中类似于量子反常霍尔效应的Haldron模型的磁振子边缘态。然而,与电子自旋电流相比,由于欧姆加热,耗散可以非常大,非相互作用的拓扑磁振子可以长时间传播而没有耗散,因为磁振子是不带电的粒子。我们观察到相同的蜂窝晶格上的XY模型的磁振子边缘状态。值得注意的是,在这种情况下,模型映射到蜂窝晶格上相互作用的硬核玻色子。具有非平凡磁振子边缘态的量子磁系统称为拓扑磁振子绝缘体。它们已经在kagome晶格上进行了理论研究,最近在具有三个磁振子体带的kagome磁体Cu(1-3,BDC)上进行了实验观察。我们的结果表明,蜂窝晶格的实验程序,以寻找一类二维量子磁体和超冷原子被困在蜂窝光晶格的蜂窝拓扑磁振子绝缘体。
2016-07-20 cond-mat.str-el
Interacting fermions on the honeycomb bilayer: from weak to strong coupling
利用弱耦合重整化群和强耦合展开方法研究了半填充蜂窝状双层膜的多体不稳定性。对于无自旋费米子和假设抛物线简并,有4个独立的四费米子接触耦合。虽然主要的不稳定性取决于耦合的微观值,但对称性破缺状态通常是具有破缺的反转对称性或破缺的时间反转对称性的带隙绝缘体,具有量子化的异常霍尔效应。在一定条件下,主要的不稳定性可能出现在粒子-粒子(配对)通道中。对于一些非通用的微调初始条件,弱耦合RG轨迹流到非相互作用的固定点,虽然一般来说,我们发现失控的流动,我们与订购的趋势。另外,在弱耦合和强耦合下研究了具有最近邻跃迁和最近邻排斥的紧束缚模型,发现在每种情况下都存在一个具有反转对称破缺的能隙相,在强耦合极限下,构造了面内跃迁消失而面间跃迁有限的基态波函数,其明确地显示了破坏的反转对称性和两层上的粒子数量之间的有限差异。最后,我们讨论了自旋为1/2的情况,并利用Fierz恒等式证明了独立的4-费米子接触耦合数为9。在自旋为1/2的情况下,相应的RG方程也被提出,并用于显示,正如在强耦合,最主要的弱耦合不稳定性的排斥哈伯德模型(在半填充)是一个反铁磁体。
2010-08-11 cond-mat.str-el hep-ph
Topological magnon nodal-lines and absence of magnon spin Nernst effect in layered collinear antiferromagnets
我们提出了在层状蜂窝状共线反铁磁体中,即使存在自旋-轨道Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用,也存在一个受保护的拓扑狄拉克节线(DNL)磁振子相。我们表明,磁振子自旋能斯特效应,预测发生在严格的二维(2D)蜂窝共线反铁磁体抵消了层状蜂窝共线反铁磁体。换句话说,每个2D反铁磁层中的磁振子自旋能斯特效应抵消了后续层。因此,由于时间反演和空间反演($\mathcal{PT}$)对称性的结合,Berry曲率在整个布里渊区消失。然而,在对称性破缺的外部磁场,我们表明,一个非零的Berry曲率和陈数保护的拓扑磁振子带诱导的非共线自旋结构。这导致了实验上可访问的磁振子热霍尔效应在$\mathcal{PT}$的分层蜂窝反铁磁体的拓扑DNL磁振子相的破缺。我们建议,目前的预测结果可以在层状蜂窝反铁磁体CaMn $_2$ Sb $_2$,BaNi $_2$ V $_2$ O $_8$,和Bi $_3$ Mn $_4$ O $_{12}$(NO $_3$)的实验研究。
2019-03-04 cond-mat.str-el
Slow quenches in Chern insulator ribbons
我们研究了带状几何中陈氏绝缘体的慢猝灭。我们考虑Qi-Wu-Zhang模型,并缓慢地将参数(大的猝灭时间$τ$)从非拓扑状态(Chern数= 0)斜升到拓扑状态(Chern数$\ne$ 0)。与[L. Privitera和G. E. Santoro,Phys.Rev.B93,241406(R)(2016)]之前,间隙内状态简并点被钉扎到反转对称动量,这极大地改变了行为。随着斜坡变慢,带隙状态中的激发密度与猝灭时间成比例为$τ^{-1/2}$,并且适用Kibble-Zurek机制。尽管用$τ$对带隙激发的密度进行缩放较慢,但猝灭后的霍尔电导偏离最终哈密顿量的基态的霍尔电导,偏离量为$τ^{-1}$。
2019-09-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Symmetry Analysis of Magnetoelectric Effects in Honeycomb Antiferromagnet Co4Nb2O9
在三角P-3c 1空间群Co离子对称性分析的基础上,研究了蜂窝反铁磁体Co 4 Nb 2 O 9的磁电效应。对于每个Co离子,可能的自旋依赖性分类的C3点群对称性。这解释了观察到的主要效应,即相对于在ab平面中施加的外部磁场的旋转,电极化的强度以两倍的速度在相反方向上旋转。反型中心和二重轴限制了电极化的强度对自旋的主动依赖性,这很好地解释了实验观察到的结果。预期的四极激发和各种类型的二向色性的光学性质进行了讨论。
2020-07-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Confirming the trilinear form of the optical magnetoelectric effect in the polar honeycomb antiferromagnet Co$_{2}$Mo$_3$O$_8$
磁电现象与相对论效应密切相关,并且还需要材料打破空间反演对称性和时间反演不变性。磁电耦合可以显著地影响光-物质相互作用并导致非互易光传播。在这里,我们确认在一个充分的实验基础上,没有调用任何基于几何或材料特定的假设,在材料中的光学磁电效应与非平行磁化($\boldsymbol{M}$)和电极化($\boldsymbol{P}$)产生的折射率,$δn\propto\boldsymbol{k}\cdot(\boldsymbol{P}\times\boldsymbol{M})$,其中$\boldsymbol{k}$是光的传播矢量三线性项。其尖锐的磁电共振,即同时是电和磁偶极主动激发,使Co $_{2}$ Mo $_3$ O $_8$成为通过$\boldsymbol{M}$、$\boldsymbol{P}$和$\boldsymbol{k}$的独立变化来证明这种基本关系的理想化合物。值得注意的是,该材料在中等磁场中的某些磁电共振下显示出几乎完美的单向透明性。
2021-11-19 cond-mat.str-el
Designer metal-free altermagnetism in honeycomb two-dimensional frameworks
Technische Universität Dresden(德累斯顿工业大学);Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf(德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心);Yonsei University(延世大学)
本文通过分子设计策略,在蜂窝二维晶体中实现无金属交替磁性,揭示了方向依赖的π轨道重叠导致的自旋分裂和交替磁性起源,同时通过应变增强自旋分裂。
2026-04-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hexagonal pnictide SrPtAs: superconductivity with locally broken inversion symmetry
与其他磷属元素化物不同,SrPtAs具有六方结构,含有形成蜂窝晶格的As-Pt原子层。这些层缺乏反转对称性,这使得自旋轨道耦合,我们表明,在这种材料中的超导性有显着的影响。特别是,对于传统的s波超导SrPtAs,自旋磁化率和顺磁限制场显着增强相对于通常预期的s波超导体。SrPtAs提供了具有局部破缺反转对称性的超导体的一个主要例子。
2011-11-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Emergent spin-valley-orbital physics by spontaneous parity breaking
自旋-轨道耦合在空间反演对称性缺失的情况下,在实现固体中有趣的电子态,如拓扑绝缘体和非常规超导性方面起着重要作用。通常,反演对称性破缺是晶格结构中固有的,因此,不容易通过外部参数来控制这些有趣的性质。本文从理论上研究了由电子关联引起的自发电子有序产生自旋轨道纠缠的可能性。特别是,我们专注于中心对称晶格与局部不对称的晶格网站,例如,锯齿形、蜂窝形和菱形结构。在这样的系统中,传统的交错顺序,如电荷顺序和反铁磁顺序,打破反转对称性和激活反对称自旋轨道耦合,这是隐藏在一个亚晶格依赖的形式在顺磁状态。考虑到蜂窝晶格上的最小两轨道模型,我们仔细研究了所有可能的交错电荷,自旋,轨道和自旋轨道顺序的反对称自旋轨道耦合的显式形式。我们表明,完整的表是有用的自旋谷轨道物理的理解,如自旋和谷分裂的电子能带结构和广义磁电响应不仅在自旋,但也轨道和自旋轨道通道,反映在特殊的磁性,弹性和光学性质的固体。
2016-07-19 cond-mat.str-el
Buckled honeycomb group-$V$--$S_6$ symmetric $(d-2)$ higher order topological insulators
高阶拓扑绝缘体(HOTI)是$d$ -空间维系统,其特征在于在其$(d-n)$维边界处具有拓扑保护的无间隙状态。借助\textit{ab-initio}计算和紧束缚模型以及对称性考虑,我们表明,已经合成的V族元素(Sb,As)的单层屈曲蜂窝结构属于这一类,并且在角态以及弱拓扑边缘态具有$\frac{e}{2}$的电荷分馏,在将该系统分类为四极拓扑绝缘体的反转操作下,所有这些都受到它们的性质的保护。
2020-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Chirality-selective topological magnon phase transition induced by interplay of anisotropic exchange interactions in honeycomb ferromagnet
University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);Nantong University(南通大学)
研究发现,通过Dzyaloshinsky-Moriya相互作用和伪偶极相互作用的复杂相互作用,在蜂窝铁磁体中诱导出手性选择性的拓扑磁子相变,伴随体隙关闭和重新打开,以及能带反转,为磁子热霍尔电导率的符号变化提供了新的操控方法。
2025-12-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evolution of magnetic Dirac bosons in a honeycomb lattice
我们研究了海森堡蜂窝晶格中磁狄拉克节点的存在和演化。使用线性自旋理论,我们评估的共线相图,以及各种交换相互作用的自旋动力学的变化。我们表明,铁磁结构产生玻色子狄拉克和外尔点,由于超交换相互作用之间的竞争。此外,它表明,磁狄拉克节点的标准耦合到磁结构,而不是整体的晶体对称性,反转对称性的破坏极大地影响了反铁磁配置。通过交换参数的变化的节点的可调谐性导致通过外部操纵的轨道相互作用的狄拉克对称性的可能性。
2017-12-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Quantum-Critical transport at a semimetal-to-insulator transition on the honeycomb lattice
本文研究了二维蜂窝晶格上电子的输运性质。我们考虑一个半填充系统在附近的一个半金属相向绝缘相的电荷密度或自旋密度波序的破缺过渡。任何一种顺序的效果都是打破亚晶格反转对称性,从而导致电子单粒子激发的有限能隙。现象学上,这种情况是描述在一个格罗斯-奈芙理论的框架。我们分析了两个相关的配方的模型通过(i)一个控制的重整化群计算和(ii)的大N方法,这两个结合玻尔兹曼输运方程。我们确定的量子临界电导率,并讨论交叉行为从量子临界行为到绝缘和/或半金属相。我们发现,在渐近低温的量子临界电导率是由一个温度无关的普适数。在大的温度窗口上,由于几乎不相关的远程库仑相互作用,与温度无关的量子临界电导率被与温度相关的对数贡献所掩盖。我们讨论了可能的起源,这种特殊性的两个互补配方的模型。此外,我们认为可能的关系,我们的研究结果最近的实验,特别强调量子临界绝缘体交叉。我们发现,我们的研究结果是非常好的定性和定量协议与最近的分析数据集的假设下,在单粒子光谱的潜在差距。
2012-01-25 cond-mat.str-el
Magnonic Floquet Quantum Spin Hall Insulator in Bilayer Collinear Antiferromagnets
我们研究了辐照后的二维绝缘双层蜂窝铁磁体和反铁磁耦合的反铁磁材料。前一个是实现在最近合成的双层蜂窝状三碘化铬CrI $_{\bf 3}$。在这两个系统中,我们表明圆极化电场打破了时间反转对称性,并在每个蜂窝层中诱导了动态的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。然而,所得到的双层反铁磁系统仍然保留了时间反演和空间反演($\mathcal{PT}$)对称性的组合。我们证明了双层反铁磁系统的磁振子拓扑具有$\pmb{\mathbb{Z}_2}$ Floquet拓扑不变量的特征。因此,该系统实现了具有自旋过滤磁振子边缘态的磁振子Floquet量子自旋霍尔绝缘体。这导致非零的Floquet磁振子自旋能斯特效应,而Floquet磁振子热霍尔效应由于$\mathcal{PT}$对称性而消失。我们研究了系统丰富的$\pmb{\mathbb{Z}_2}$ Floquet拓扑磁振子相图随光的振幅和偏振的变化。我们进一步讨论的结果对未来的实验实现的巨大影响。
2019-03-24 cond-mat.str-el
Dipolar spin-waves and tunable band gap at the Dirac points in the 2D magnet ErBr3
拓扑磁振子绝缘体由于其潜在的无散热信息载体的应用而成为一个日益发展的研究领域。本文报道了范德华二维蜂窝状磁体ErBr 3的磁基态和磁激发的实验和理论研究。我们表明,这种化合物的磁性完全取决于偶极相互作用,产生一个连续简并的非共线的蜂窝晶格上的基态自旋限制在平面内。我们发现,当基态的磁矩与单层石墨烯中的Berry相π相关时,磁振子色散呈现出Dirac型锥.磁振子带隙打开时,偶极子旋转远离这个状态,在K和K'狄拉克点附近的有限贝里曲率。我们的结果表明,蜂窝晶格上的偶极子的自旋波色散可以可逆地控制从狄拉克锥的磁相到非平凡谷陈数的拓扑反铁磁绝缘体。
2022-06-21 cond-mat.str-el
Topological paramagnetic excitons of localized f electrons on the honeycomb lattice
研究蜂窝晶格上局域f电子的顺磁激子,通过对称性分析和Bogoliubov方法计算色散,发现xy模型支持非平庸拓扑态及无需磁有序的拓扑边缘态。
2023-07-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Emergent relativistic symmetry from interacting fermions on the honeycomb bilayer
Fudan University(复旦大学);TU Dresden(德累斯顿工业大学)
利用大规模量子蒙特卡洛模拟研究蜂窝双层上中性自旋费米子的相图,发现弱到中等相互作用导致二次能带接触点分裂为四个狄拉克点,强相互作用产生层极化电荷密度波,并证明半金属到绝缘体的量子相变是连续的,具有涌现的相对论对称性,临界指数与2+1D Gross-Neveu-Ising普适类一致。
2026-10-26 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
Microscopic description of 2d topological phases, duality and 3d state sums
Kitaev,Levin和Wen在二维格点上引入的双拓扑相是Turaev-Viro态和模型描述的三维拓扑量子场论的哈密顿形式。我们介绍后者,重点是从连续统中的理论中获得它们。利用格点规范理论的群代数和自旋网络基之间的对偶变换,证明了在蜂窝格点和规范群为有限群的情况下,基态模型与已有模型的等价性.分析了这两种模型中描述激励的带状算子和三维几何解释。
2009-09-07 cond-mat.str-el quant-ph
An exactly soluble model with tunable p-wave paired fermion ground states
受Kitaev工作的启发,我们构造了一个精确可解的蜂窝格子上的自旋$\frac{1}2$模型,它的基态与正方格子上的$Δ_{1x}p_x+Δ_{1y}p_y+i(Δ_{2x}p_x+Δ_{2y}p_y)$ -波配对费米子完全相同,且配对序参量可调.我们推导出一个通用的相图,这个一般的p波理论,其中包含一个缺口的A相和拓扑非平凡的B相。我们表明,在B相的无隙条件下是由广义反演(G-反演)对称性下$p_x\leftrightarrow {Δ_{1y}\over Δ_{1x}} p_y$。相界附近的G反转对称无带隙B相由1+1维无带隙的Majorana费米子在渐近长波极限下描述,即$c=1/2$共形场论。带隙的B相具有G-反转对称性破缺,并且是由Moore-Read Pfweian描述的弱配对相。我们发现,在带隙的B相,涡旋对激发分离的基态由一个有限的能隙。
2009-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Design and realization of topological Dirac fermions on a triangular lattice
基于狄拉克费米子的大禁带量子自旋霍尔绝缘体是一种很有前途的室温应用材料。设计拓扑非平凡能带有序和相当大的带隙的关键是强的自旋轨道相互作用。根据Kane和Mele最初的建议,一种方法是在具有六边形对称性的模板上合成具有蜂窝状配位的重原子单层。然而,在大多数情况下,这种方法会导致三角形晶格,通常包含金属或普通绝缘体。在这里,我们设想和实现“indenene”,一个三角形单层的铟在SiC上表现出非平凡的谷物理驱动的本地自旋轨道耦合,这战胜了反转对称性破缺条款。通过隧道显微镜的2D散装,我们确定了量子自旋霍尔相位的三角晶格,并揭示了如何隐藏的蜂窝状连接出现从干涉图样布洛赫$p_x \pm ip_y$派生波函数。
2021-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el