Gapless spin-liquid phase in the kagome spin-1/2 Heisenberg antiferromagnet
研究了kagome晶格上自旋为1/2的量子海森堡反铁磁模型的基态的能量和静态自旋结构因子。通过在精确的费米波函数上迭代几个Lanczos步骤和Green函数Monte Carlo技术,我们发现无隙(代数)U(1)Dirac自旋液体与以前提出的有隙(拓扑)Z 2自旋液体是竞争性的.通过对基态能量进行有限尺寸的外推,我们得到了单位点能量E/J=-0.4365(2),在三个误差条内,它等于密度矩阵重整化群(DMRG)给出的估计值。我们的估计是获得一个几何不变的系统,因此,不受边界效应,如在DMRG。此外,在纯变分水平上的有限环面团簇,我们的能量低于DMRG计算。
2013-02-15 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
Noncoplanar magnetic orders and gapless chiral spin liquid on the kagome lattice with staggered scalar spin chirality
在阻挫晶格中,手征三自旋相互作用可以抑制长程磁序,稳定量子自旋液体态。我们研究了一个自旋为1/2的kagome晶格模型,其中除了最近邻键上的海森堡交换耦合$J_1$和六边形对角线上的$J_d$外,还包括一个交错的三自旋相互作用$J_χ$。我们探索相图使用的经典方法,部分子平均场论,变分蒙特卡罗方法的组合。我们得到了各种非共面磁订单,包括一个阶段,cuboc-1和cuboc-2状态之间的插值。在$J_χ$占主导地位的制度下,我们发现了一个经典的无序区域,并认为它可能含有一个无隙的手征自旋液体与自旋费米表面。结果表明,交错三自旋相互作用和海森堡交换相互作用之间的竞争导致了自旋系统的反常基态。
2022-07-28 cond-mat.str-el
Gapless spin excitations in a quantum spin liquid state of S=1/2 perfect kagome antiferromagnet
本研究通过超灵敏磁测量探究完美kagome反铁磁体YCu3(OH)6.5Br2.5,发现其极低温磁化率恒定但比热缺失线性项,表明低能激发为玻色子超流态而非费米子准粒子,并证实磁场可打开自旋能隙引发1/9磁化平台相变,为kagome量子自旋液体基态提供关键见解。
2024-07-23 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
Variational Monte Carlo study of gapless spin liquid in the spin-$1/2$ XXZ antiferromagnetic model on the kagome lattice
利用变分蒙特卡罗方法研究了kagome晶格上自旋- $1/2$ XXZ反铁磁模型(具有易平面各向异性).一类Gutzwiller投影费米子态与自旋Jastrow因子被认为是描述自旋液体(与$U(1)$或$Z_2$对称性)或磁有序相(与${\bf q}=(0,0)$或${\bf q}=(4π/3,0)$)。我们发现,在热力学极限下,磁态是不稳定的。此外,没有能量增益打破规范对称性从$U(1)$到$Z_2$自旋液体状态,如以前发现的海森堡模型。因此,最好的变分波函数是$U(1)$狄拉克态,并辅以自旋杰斯特罗因子。此外,在变分水平上,在从$XY$到海森堡模型的整个范围内,得到了一个消失的$S=2$自旋能隙.
2015-11-17 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
Persistence of the gapless spin liquid in the breathing kagome Heisenberg antiferromagnet
具有呼吸各向异性的kagome晶格上的自旋$S=1/2$海森堡反铁磁体的基态的性质(即,不同的超交换耦合$J_{\vartriangle}$和$J_{\triangledown}$内的基本向上和向下指向的三角形)的Gutzwiller投影费米波函数和Monte Carlo方法的框架内进行了研究。我们分析了U(1)狄拉克自旋液体相对于费米配对的存在,导致一个带隙的$\mathbb{Z}_{2}$自旋液体的稳定性。对于几个值的比率$J_{\triangledown}/J_{\vartriangle}$,由于配对字段和变分参数的能量增益的大小缩放的报告。我们的结果表明,相对于无隙态的带隙自旋液体的能量增益要么消失足够大的系统尺寸或标度为零的热力学极限。类似地,优化的配对振幅(负责打开自旋间隙)示出消失的热力学极限。我们的结果得到证实的应用程序的一个和两个Lanczos步骤的无隙和带隙的波函数,其中没有能量增益的带隙状态时,检测到的质量的变分状态。最后,我们讨论了在强各向异性区域中与“单纯”$\mathbb{Z}_{2}$共振价键自旋液体、价键晶体和双价态的竞争,即,$J_{\triangledown} \ll J_{\vartriangle}$。
2018-03-15 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
Gapless chiral spin liquid in a kagome Heisenberg model
基于最近对海森堡S=1/2量子自旋液体候选材料kapellasite的实验,我们对kagome晶格上所有可能的具有费米子自旋子的手征(时间反演对称性破缺)自旋液体进行了分类.我们得到了物理相关的扩展海森堡模型的相图,比较了各种微观变分波函数的能量。我们提出,在低温下,kapellasite表现出一个无隙的手征自旋费米表面的自旋液相。这种二维态继承了退耦反铁磁自旋链的一维相的许多性质,但也表现出一些显著的差异。我们讨论了自旋结构因子和其他物理性质。
2015-08-14 cond-mat.other cond-mat.str-el
Spin-$\frac{1}{2}$ Heisenberg $J_1$-$J_2$ antiferromagnet on the kagome lattice
本文报道了在最近邻$J_1$和次最近邻$J_2$反铁磁超交换耦合存在下,对kagome晶格上自旋- $\frac{1}{2}$海森堡模型的变分Monte Carlo计算.我们的方法是基于Gutzwiller投影的费米子态,它代表了一种灵活的工具来描述具有不同性质的量子自旋液体(例如,无间隙和有间隙)。我们发现,在有限的集群,一个带隙的$\mathbb{Z}_{2}$自旋液体可以稳定在有限的$J_2$超交换的存在下,与相对于无隙的$U(1)$狄拉克自旋液体的大量的能量增益。然而,这种能量增益在热力学极限中消失,这意味着,至少在这种方法中,$U(1)$狄拉克自旋液体在相图的相对大的区域中保持稳定。对于$J_2/J_1 \gtrsim 0.3$,我们发现一个磁有序态与${\bf q}={\bf 0}$克服了磁无序波函数,这表明结束了假定的无隙自旋液相。
2015-01-09 cond-mat.str-el
Gapless spin-liquid ground state in the $S = 1/2$ kagome antiferromagnet
受挫的量子磁学已经转移到物理学研究的前沿,提出了关于量子无序态、纠缠、拓扑和量子波函数性质的基本问题。在该领域的定义问题是最简单的,基态的最近邻$S = 1/2$反铁磁海森堡模型的kagome晶格,但已违抗所有的理论和数值方法采用的日期。我们应用张量网络状态(TNS)的形式主义,特别是投影纠缠单态(PESS)的方法,其正确的多体纠缠和无限系统大小的组合提供了定性的新见解。通过研究基态能量、在有限张量键维下的交错磁化强度以及第二近邻耦合的影响,我们证明了基态是一种无带隙的自旋液体。我们讨论了与其他数值研究的比较和无隙基态的物理解释。
2017-02-28 cond-mat.str-el quant-ph
Re-entrance of Gapless Quantum Spin Liquids Observed in a Newly Synthesized Spin-1/2 Kagome Antiferromagnet $ZnCu_{3}(OH)_{6}SO_{4}$
量子自旋液体(QSL)是一种具有奇异激发的物质状态,理论上预测最有可能在S=1/2的kagome反铁磁体中实现。在实验上寻找候选材料是凝聚态物理的一大挑战,迄今为止只有两个这样的候选材料被报道。本文报道了一种新的自旋为1/2的kagome反铁磁体ZnCu_3(OH)_6SO_4的合成。在低于50 mK的温度下没有观察到磁有序,尽管有一个中等高的外斯温度θW ~ -79 K。这强烈表明该材料是一种新的QSL候选材料。最有趣的是,磁比热在两个低温区明显呈现线性行为。这两种行为完全对应于两个温度无关的磁化率。这些结果一致地揭示了在最低温度下无带隙QSL态的一种新的再进入现象。这一发现为QSL基态和激发态的研究提供了新的视角,并将激发新的理论和实验研究。
2013-11-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological Corner States on Kagome Lattice Based Chiral Higher-Order Topological Insulator
在正方形格子模型上,对空间对称性保护下的高阶拓扑绝缘体(HOTI)进行了深入的研究。我们的工作,基于呼吸Kagome晶格的替代模型,揭示了晶格中不同类型的角实际上可以是有条件无间隙的,或者总是有间隙的。利用威尔逊圈理论,我们认为这些角态发生在概念性的“泵浦”过程中,当Wannier哈密顿量的本征值穿过某个参考点时。结果表明,角的Kagome晶格的HOTI是一个零维模拟的一维手征边缘状态的边界上的陈绝缘体,但具有敏感的依赖于角的形状。我们的方法的泵缸,它揭示了对称性/gapless-ability对应,可以推广到一个一般的计划,在确定分类的角(铰链)状态HOTI。
2017-11-28 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
Nature of the spin liquid ground state in a breathing kagome compound studied by NMR and series expansion
在氟氧化钒化合物(NH $_4$)$_2$ [C $_7$ H $_{14}$ N][V $_7$ O $_6$ F $_{18}$ ](DQVOF)中,V $^{4+}$(3d $^1$,$S=1/2$)离子实现了由交替大小、共角的等边三角形组成的独特的、高度受抑的呼吸kagome晶格。在这里,我们提出了一个$^{17}$ O NMR研究DQVOF,隔离的呼吸kagome网络的局部敏感性。通过拟合级数展开,我们提取了呼吸kagome平面内的相互作用之比,$J_\triangledown / J_\vartriangle = 0.55(4)$,和平均反铁磁相互作用$\bar{J}=60(7)$ ~K。自旋晶格,$T_1$,测量揭示了一个基本上无带隙的激发光谱的最大间隙$Δ/ \bar{J}=0.007(7)$。我们的研究为进一步的理论研究提供了新的动力,以确定DQVOF所显示的无带隙自旋液体行为是否是其呼吸kagome晶格所固有的,或者它是否是由于对该模型的扰动,例如呼吸kagome平面中的V $^{4+}$离子与层间V $^{3+}$($S=1$)自旋的残余耦合。
2017-05-11 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
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
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
Chiral and Critical Spin Liquids in Spin-$1/2$ Kagome Antiferromagnet
拓扑量子自旋液体及其之间的量子相变性质是近二十年来人们关注的热点。基于密度矩阵重整化群模拟,扩展的可果美自旋1/2反铁磁体成为时间反演对称性(TRS)保持和TRS破缺SL的主要候选者.为了揭示SL态之间新的量子相变的本质,我们研究了具有最近邻(NN)的最小XY模型($J_{xy}$),第二和第三NN耦合($J_{2xy}=J_{3xy}=J'_{xy}$)。我们将TRS破缺手征SL(CSL)与小微扰$J'_{xy}\sim 0.06 J_{xy}$的开启相对应,并通过分数量子化的拓扑Chern数和共形边谱将其完全表征为$ν=1/2$分数量子Hall态.另一方面,NN XY模型($J'_{xy}=0$)被证明是一个临界的SL状态附近的CSL,其特征在于无隙的自旋单重态激发,也消失了小自旋三重态激发。从CSL到无带隙临界SL的量子相变是由中性(自旋单重态)激发能隙的坍缩驱动的。通过跟踪纠缠谱的演化,我们发现跃迁是通过具有相反手征的边缘态的耦合发生的,它们合并到体中成为无带隙的中性激发。研究了NN自旋- $z$耦合$J_z$的影响,得到了无带隙光致发光的量子相图。
2014-11-02 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
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
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
Gapless Spin Liquid Behavior in A Kagome Heisenberg Antiferromagnet with Randomly Distributed Hexagons of Alternate Bonds
我们证明了新的YCu $_3$ [OH(D)] $_{6.5}$ Br $_{2.5}$(YCOB)单晶是一个没有明显孤子自旋($\ll$ 0. 8\%)的KHA反铁磁体.极性OH-$^-$和非极性Br-$^-$之间的位置混合导致了Cu-O-Cu交换路径的局部扭曲,并在kagome晶格上产生了70(2)%的随机分布的交替键六边形($\sim$ $J_1-ΔJ$和$J_1+ΔJ$)和其余的几乎均匀的六边形($\sim$ $J_1$)。对$ΔJ$ / $J_1$ = 0.7(1)的随机交换模型的模拟结果与实验观测结果吻合得很好,包括磁化率的微弱上升和磁化强度的轻微极化。尽管$J_1$ $\sim$的平均反铁磁耦合为60 K,但在$T$ $\sim$ 0.001 $J_1$以下没有观察到常规冻结,并且原始比热在低于1 K $\sim$ 0.02 $J_1$时表现出接近二次的温度依赖性,在现象学上与无间隙(自旋间隙$\leq$ 0.025 $J_1$)狄拉克量子自旋液体(QSL)一致。我们的研究结果揭示了新的光在YCOB的随机相关的无隙QSL行为的理论理解,以及在其他相关材料。
2021-12-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
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
Z$_{2}$ spin liquid phase on the kagome lattice: a new saddle point
我们已经进行了大规模的变分搜索的最佳RVB的自旋- $\frac{1}{2}$ kagome反铁磁体的最近邻(NN)和次最近邻(NNN)交换假设只有平移对称性。我们发现最好的RVB态总是完全对称的,并且具有与先前提出的Z $_{2}$自旋液体平衡等价的平均场平衡。在$J_{2}\neq0$和$J_{2}=0$两种情况下,Z $_{2}$态比广泛研究的U(1)无带隙Dirac自旋液态稍稳定,并且对于$J_{2}<0.2$具有小的自旋能隙.发现Z $_{2}$态的U(1)规范对称性破缺随$J_{2}$的增加而增加,并在$J_{2}=0.15$附近相当显著.然而,我们发现Z $_{2}$态总是非常接近于无带隙的U(1)Dirac自旋液体态,尽管它们具有非常不同的RVB参数。我们认为戈薇反铁磁体应该被更好地理解为一个近临界系统,而不是一个系统内的一个有间隙的自旋液相建立良好的Z $_{2}$拓扑秩序。
2016-01-09 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
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
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
Possible gapless spin liquid in a rare-earth kagomé lattice magnet Tm$_{3}$Sb$_{3}$Zn$_{2}$O$_{14}$
本文报道了Tm $_{3}$ Sb $_{3}$ Zn $_{2}$ O $_{14}$中可能存在无带隙自旋液体的热力学和μ子自旋弛豫($μ$ SR)证据,其中稀土离子Tm $^{3+}$形成二维kagomé晶格.我们通过减去非磁性同构材料La $_{3}$ Sb $_{3}$ Zn $_{2}$ O $_{14}$的声子贡献来提取Tm $_{3}$ Sb $_{3}$ Zn $_{2}$ O $_{14}$的磁比热。在低温下,磁比热与温度呈明显的线性关系,在零温极限下,热容系数$γ$ = 26.6(1)mJ mol-Tm $^{-1}$ K $^{-2}$。在热容测量中没有观察到低至0.35 K的长程磁序。在零场磁比热中观察到约9 K的宽峰,并且在磁场中逐渐被抑制,这也在比热中产生自旋隙。磁序的缺乏进一步证实了$μ$ SR测量下降到20 mK。我们发现,自旋晶格弛豫时间保持恒定的最低温度。我们指出,在Tm $_{3}$ Sb $_{3}$ Zn $_{2}$ O $_{14}$的物理是从根本上不同的铜基的herbertsmithite和建议自旋液体基态与非Kramers的kagomé晶格上的双峰来解释实验结果。
2018-11-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Simplex Z_2 spin liquids on the Kagome lattice with Entangled Pair States: spinon and vison coherence lengths, topological entropy and gapless edge modes
带隙Z_2自旋液体被认为是Kagome晶格上S=1/2量子反铁磁体基态的候选者。我们扩展了投影纠缠对态的使用,在圆柱体上构造了共振价键(RVB)态,包括最近邻和次最近邻的单线态。我们的反对称--被称为“单纯自旋液体”--允许两种类型的三角形之间的不对称(优化后的能量密度为2-3%),导致反转对称性的破坏。我们证明了拓扑Z_2结构仍然保持,并且通过考虑无限长圆柱上自旋线和视子线的存在与否,我们明确地构造了四个正交的RVB最小纠缠态.自旋和维森相干长度是从四个扇区的能量分裂的圆柱周长的有限尺寸标度中提取的,并且被发现是晶格间距的数量级。的纠缠光谱的分区(无限)圆柱体被发现是无间隙的建议发生,在一个圆柱体与{ \it真正}开放的边界,无间隙的边缘模式正式类似于Luttinger液体(非手性)的自旋和电荷模式。当反转对称性自发破缺时,RVB自旋液体表现出额外的伊辛简并性,这在最近的精确对角化研究中可能已经观察到。
2013-03-30 cond-mat.str-el quant-ph
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
Spin structure factors of chiral quantum spin liquids on the kagome lattice
利用Schwinger-boson平均场论计算了kagome晶格上自旋为1/2的海森堡反铁磁体带隙手征自旋液态的动力学自旋结构因子。与静态(等时)结构因子相比,动态结构因子显示了手征自旋液体态时间反演对称性破缺的明显特征。特别地,动量反转$\bm{k} \to -\bm{k}$对称性以及围绕$Γ$点的六重旋转对称性丢失。我们强调其他有趣的功能,如一个相对平坦的发病的两个自旋连续的\emph{cuboc1}状态。我们的工作是基于Messio,Lhuillier和Misguich对时间反演对称性破缺的Schwinger-boson平均场态的投影对称群分类。
2016-09-13 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
Degenerate and chiral states in the extended Heisenberg model in the kagome lattice
本文研究了kagome晶格中反铁磁扩展经典海森堡模型的低温相,直到第三近邻。首先,我们专注于著名的交错手征相的边界处的简并线。这些边界有半广泛或广泛的简并,我们讨论的部分选择状态的热涨落。然后,我们研究了在这些线上外加磁场和手征相位交错的情况下的模型。我们特别注意高度受挫点,在那里三个交换耦合相等。我们证明了这一点可以映射到具有自旋液体行为和非零手征的模型。最后,我们探讨的Dzyaloshinskiii-Moriya(DM)的相互作用的影响,在两种方式:一个均匀的和交错DM的相互作用。在这两种情况下,有一个丰富的低温相图,不同的自发破缺对称性和非平凡的手征相。
2017-11-03 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
Chiral spin liquids on the kagome lattice with projected entangled simplex states
无限投射纠缠单纯态(iPESS)是一种张量网络(TN)态,已被成功地用于模拟和表征kagome晶格上的{ \it非手征}自旋液体.在这里,我们证明了iPESS也提供了一个忠实的表示{ \it手征}自旋液体(CSL)在同一个晶格上,即基态的自旋- $1/2$ kagome海森堡反铁磁体与标量手征。根据SU $(2)$和点群对称性对局域张量进行分类,构造了一个手征反对称破缺反射$P$和时间反演$T$对称,同时保持了$PT$ .变分TN状态主机,键尺寸$D\ge 8$,手征无带隙纠缠谱SU $(2)_1$共形场论。的相关函数显示出一个小的重量长范围的尾巴符合TN散装边缘对应的预测。%{ \color{red}通过引入更多的约束条件,手征对射被简化为一个非手征对射,由于涌现的{ \it张量守恒律},它保持了完整的点群对称性,并且与海森堡点处的基态有关.最后,通过在完全旋量族中的模拟,我们讨论了标量手征项引起的从非手征自旋液体到CSL的转变。我们确定了一个非手征流形的对称张量的子集,其中一个新的紧急{ \it张量守恒律}实现。这使得我们既可以探测非手征自旋液体的稳定性,又可以讨论标量手征项诱导的非手征自旋液体向CSL的转变。
2022-12-14 cond-mat.str-el
Gauge flux generations of weakly magnetized Dirac spin liquid in a kagomé lattice
研究弱磁化狄拉克自旋液体在蜂窝晶格中的规范通量生成机制,揭示其通过非微扰方式生成均匀规范通量并形成自旋子兰道能级的特性。
2025-11-28 cond-mat.str-el
Ground-state phase diagram of the Kondo lattice model on triangular-to-kagome lattices
利用变分方法研究了三角形到kagome晶格上具有经典局域自旋的Kondo晶格模型的基态相图。我们确定了一个四个子晶格非共面顺序是稳定的有限自旋标量手征的参数区域,而不断改变晶格结构从三角形的戈薇。虽然非共面自旋态出现在一个广泛的参数范围内,自旋配置的kagome网络成为共面的接近kagome晶格,最终,标量手性消失的kagome晶格模型。
2012-06-02 cond-mat.str-el
Symmetry protected gapless $Z_2$ spin liquids
尽管在理解带隙拓扑态方面取得了快速进展,但对物质的无隙拓扑相,特别是强关联电子的无隙拓扑相知之甚少。在这项工作中,我们讨论了一类强大的无隙量子自旋液体的受抑磁铁的半整数自旋,这是描述的无隙费米自旋耦合到动态$Z_2$规范场。在要求$U(1)$自旋守恒、时间反演和一定的空间群对称性的条件下,我们证明了一定的自旋对称性分数化类必然导致无带隙谱。只要保持所需的对称性,这些无隙激发对任何扰动都是稳定的。将这些无隙准则应用于正方形、三角形和kagome格点上的自旋二分之一系统,我们证明了所有在Abrikosov-fermion表象中的有隙对称$Z_2$自旋液体也可以在Schwinger-boson表象中实现.这导致正方晶格上有64个带隙的$Z_2$自旋液体,在kagome和三角晶格上都有8个带隙的状态。
2017-12-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A hidden Goldstone mechanism in the Kagomé lattice antiferromagnet
本文研究了具有反铁磁最近邻耦合$J_1$和铁磁次邻耦合$J_2$的\kagome晶格上海森堡模型的位相.通过分析描述该模型的长波长、低能量有效作用,我们得出了作为$χ= \frac{J_2}{J_1} $函数的相图。该相图的有趣部分是,对于包括$χ=0$的小$χ$,存在没有长程自旋序且具有无带隙和自旋零的低位激发的相。我们讨论了我们的结果的背景下,早期的数值和实验工作。
1999-07-26 cond-mat.str-el
RVB description of the low-energy singlets of the spin 1/2 kagome antiferromagnet
在短程RVB(共振价键)子空间中对kagome晶格上的三聚体和规则(非三聚体)海森堡模型的广泛计算表明,短程二聚体单线态捕获了两种模型的特定低能特征。在三聚体的情况下,单重态光谱分裂成带,其中位于一种类型的键上的二聚体的平均数目是固定的。这些结果与最近提出的一个有效模型的平均场解吻合得很好。对于规则模型,得到一个连续的,无间隙的频谱,在定性上与精确的对角化结果一致。
2000-03-06 cond-mat.str-el
Spontaneous chirality selection and nonreciprocal spin wave in breathing-kagome antiferromagnets at zero field
本文理论证明零场下$J_3$主导的呼吸型Kagome反铁磁体手性相因自旋波传播获非均匀几何相位出现非互易自旋波,且两能量简并手性态色散不同可通过自旋波传播区分。
2025-04-15 cond-mat.str-el
Emergent chiral symmetry in non-bipartite kagome and pyrochlore lattices with spin-orbit coupling
该研究发现引入强自旋-轨道耦合后,非二分kagome与pyrochlore晶格可通过自旋翻转跃迁形成虚拟二分连接,产生手征对称能带,还提出用三角单元上的Wilson loop算符检测手征对称性并构建手征算符,以探究易受微扰影响的拓扑对称类。
2022-08-15 cond-mat.str-el
Chirality and $Z_2$ vortices in an Heisenberg spin model on the kagomé lattice
利用广泛的\mc模拟研究了经典\jj模型在\kag晶格上的相图。在一个现实的参数范围内,该模型具有低温手性有序相,而没有长程自旋有序。我们表明,临界转变标志着破坏手性秩序抢先的一阶增殖的\Zdeux点缺陷。当接近T=0相边界时,这些涡旋的核心能量似乎消失,其中\Zdeux缺陷和无隙磁振子都有助于在非常低的温度下使系统无序。这种情况可能是一大类受抑磁体的典型情况。还讨论了实际材料的可能相关性。
2008-06-04 cond-mat.str-el
Quantum Thermal Hall effect of chiral spinons on a Kagome strip
本文发展了一个具有手征自旋相互作用项的自旋- $\frac{1}{2}$系统的热霍尔系数理论。为此,我们将Kagome带模型化为三腿$XXZ$自旋梯,并利用玻色化导出了该系统中自旋子的低能理论。进一步引入Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用($D$)和可调磁场($B$),我们确定了三种不同的依赖于$B$的量子相:价键晶体(VBC),“金属”自旋液体(MSL)和手性自旋液体(CSL).在条带的顶部边缘和底部边缘之间存在温差$ΔT$的情况下,我们评估沿着条带的净热流$J_h$,并且因此评估霍尔热导率$κ_{xy}$。我们发现,VBC-MSL-CSL转换伴随着一个显着的定性变化的行为的$κ_{xy}$作为一个功能的$B$。特别地,类似于量子霍尔效应,CSL相中的$κ_{xy}$表现出以自旋填充因子$ν_s\propto B/D$的相称值为中心的量化平台。
2019-03-01 cond-mat.str-el