Detecting Gapless Excitations above Ferromagnetic Domain Walls
在二维或三维铁磁XXZ模型中,磁畴壁上方的低能激发模式是无隙的,而所有围绕整个晶体运动的通常自旋波激发都是有隙的。虽然这一令人惊讶的事实已经在数学上得到了严格的证明,但无间隙激发还没有被实验检测到。对于这个问题,我们从理论上表明,无隙激发出现的动态波动的实验观察,磁阻,在铁磁线。我们还讨论了其他方法(例如,铁磁共振和中子散射)以实验地检测无间隙激发。
2000-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Gapless Spin Excitations in the $S=1/2$ Kagome- and Triangular-Lattice Heisenberg Antiferromagnets
利用数值精确对角化和有限尺寸标度分析方法研究了$S=1/2$ kagome和三角晶格海森堡反铁磁体.这两个系统的磁场导数在零磁化的行为进行检查。结果表明,每个体系的自旋激发都是无带隙的。
2018-01-13 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Microscopic theory of fractional excitations in gapless bilayer quantum Hall states: semi-quantized quantum Hall states
我们推导了半量子化量子霍尔态的低能理论,半量子霍尔态是最近观察到的一类无带隙双层分数量子霍尔态。我们的理论表明,这些状态的特点是耦合到一个紧急陈-西蒙斯规范场的分数电荷的无隙准粒子。这些无隙准粒子可以理解为电子和类劳克林准粒子的复合物。我们发现,半量子霍尔态表现出完美的层间阻力,主机非费米液体物理,并作为多功能的父态完全带隙的拓扑相托管任意子激发。
2020-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Stable Gapless Bose Liquid Phases without any Symmetry
众所周知,在量子自旋冰系统中,或者在二分$3d$晶格上的量子二聚体模型中,可以存在具有出射无隙光子激发的稳定的代数自旋液体状态(或等效的代数玻色液体(ABL)状态)。这个光子相位对任何弱扰动都是稳定的,而不需要假设任何对称性。进一步的工作得出结论,某些晶格模型产生了更奇异的稳定代数玻色液相与引力子样激发。在本文中,我们将展示如何这些代数玻色液体状态可以推广到稳定的阶段,甚至更奇特的类型的无隙激发,然后认为,这些新的阶段是稳定的弱扰动。我们还明确地证明了这些理论在环面上具有(代数)拓扑基态简并性,并构造了相应的拓扑不变量。
2016-01-29 cond-mat.str-el
Gapless and Massive 1D Singlet Dispersion Channel in Infinite Spin-1/2 Ladders ---Infinite Quasi-1D Entanglement Perturbation Theory for Excitation
推广了最近发展的无限准一维纠缠微扰理论,求解了无限准一维量子晶格中的元激发。激发态的波函数是通过优化团簇操作的叠加而变分确定的,每个团簇操作都是由一个格点块内的同时原位操作组成的,以平面波的形式叠加在基态上。相对于波数的激发能给出了基元激发的光谱。我们的方法是人工加宽自由,是适应各种准粒子图片。使用三重态谱,应用于$N=2, 4, 6, 8$和$10$的$\infty$ -by- $N$反铁磁自旋- $\frac{1}{2}$梯,证实了以前的报道,即存在量子尺寸跃迁,即晶格在有限的临界值$N_c=10$从准一维跃迁到二维.在$\left( π, π\right)$处的无质量三重态色散看到消失的能隙。我们的结果检测到的异常$\left(π,0\right)$在三重态谱,同意与宏观样品的非弹性中子散射测量。令人惊讶的是,我们的研究结果还揭示了一个无隙和大规模的一维单重态色散通道,这是远远低于三重态激发。然而,我们注意到,尺寸跃迁是由无质量三重态色散决定的。
2020-03-05 cond-mat.str-el
Topological spinon semimetals and gapless boundary states in three dimensions
近年来人们致力于理解具有无隙体激发的物质的拓扑相,其特征在于拓扑不变量和受保护的本征边界态。在这里,我们表明,拓扑半金属的马约拉纳费米子出现在精确可解的Kitaev自旋模型的一系列三维晶格。这些模型的基态都是量子自旋液体,具有Majorana费米子激发的无隙节谱。它示出,这些阶段是拓扑稳定的,只要某些离散对称性得到保护。相应的拓扑指数和无隙边界状态显式计算支持这些结果。与以前的研究相比,非相互作用系统中,在这项工作中讨论的阶段是相互作用自旋系统中的无间隙拓扑相的新例子。
2015-03-18 cond-mat.str-el
Excitation spectra and spin gap of the half-filled Holstein-Hubbard model
采用连续时间量子蒙特卡罗方法计算了一维半填充Holstein-哈伯德模型的单粒子和双粒子激发谱。在金属相中,结果与具有带隙自旋和单粒子激发但无带隙电荷模式的Luther-Emery液体一致。然而,由于初始指数依赖的自旋间隙上的背散射矩阵元素,数值激发光谱出现无间隙的弱耦合制度,因此类似于那些的Luttinger液体。Mott相具有预期的电荷带隙和无带隙自旋激发。Peierls态显示出电荷、自旋和单粒子能隙、软声子模、折叠阴影带和孤子激发。参数和数值证据的存在下,在整个金属相的非零自旋间隙提供的等时间自旋和电荷关联函数。
2013-02-28 cond-mat.str-el
Gapless to gapless phase transitions in quantum spin chains
我们研究了具有双线性-双二次(BLBQ)自旋相互作用的自旋链作为外加磁场$h$的函数。在Uimin-Lai-Sutherland(ULS)临界点,我们发现了一个由动力学结构因子$S(q,ω)$作为$h$的函数所揭示的无带隙到无带隙的转变.在$h=0$,最低能量激发的包络在{ \it两点} $q_1=2π/3$和$q_2=4π/3$变软,称为A相。随着场的增加,在每个无隙点处的谱峰分叉,总共产生{ \it四}个软模,并且结合以形成在$h_{c1}\approx 0.94$处的{ \it单}点$q=π$处软化的一组新的激发。在$h_{c1}$之后,系统进入另一个无间隙B相,直到在$h_{c2}=4$处过渡到完全极化相。我们比较了ULS模型的结果与AKLT模型作为代表的间隙Halfaldehyde阶段。我们解释了ULS模型中的无带隙到无带隙跃迁的机制,利用它的守恒电荷和自旋带图片。我们还讨论了中心电荷的BLBQ族模型受到磁场的普遍性。
2022-01-20 cond-mat.str-el
Presence and absence of itinerant gapless excitations in the quantum spin liquid candidate EtMe$_3$Sb[Pd(dmit)$_2$]$_2$
EtMe $_3$ Sb[Pd(dmit)$_2$ ] $_2$是一种具有近各向同性三角晶格的有机Mott绝缘体,是量子自旋液体的候选材料,其中零点涨落不允许自旋有序化。从热输运测量中推断的巡游无带隙激发是近年来的一个热点问题。虽然存在有限的线性剩余热导率$κ_0/T \equiv κ/T (T \rightarrow 0)$ [M. Yamashita { \it等} Science { \bf 328},1246(2010)],最近的实验[P. Bourgeois-Hope { \it et al.},Phys. Rev. X { \bf 9},041051(2019); J. M. Ni { \it等人},物理修订版信函{ \bf 123},247204(2019)]报告了不存在$κ_0/T$。在这里,我们表明,低温热导率强烈依赖于样品的冷却过程。当非常缓慢地冷却时,观察到相当大的$κ_0/T$。相反,当快速冷却时,$κ_0/T$消失,此外,声子热导率被强烈抑制。这些结果表明,在冷却过程中引入的可能的随机散射体是负责在这个有机系统的热导率数据的明显差异。结果表明,EtMe $_3$ Sb[Pd(dmit)$_2$ ] $_2$的基态可能是一种具有巡游无带隙激发的量子自旋液体.
2020-04-03 cond-mat.str-el
Gapless spin liquid and valence-bond solid in the $J_1-J_2$ Heisenberg model on the square lattice: insights from singlet and triplet excitations
正方形晶格上的自旋- $1/2$ $J_1-J_2$海森堡模型代表了最简单的例子之一,其中磁相互作用的影响可能会抑制磁序,最终导致没有局部序参量的纯量子相。在过去的三十年里,这个模型被广泛研究,结果相互矛盾。在这里,通过使用Gutzwiller投影波函数和最近开发的方法来评估低能量谱,我们显示了最低能量的三重态和单重态激发$J_2/J_1 \approx 0.54$之间的水平交叉的存在。这一事实支持无间隙自旋液体(对于$0.48 \lesssim J_2/J_1 \lesssim 0.54$是稳定的)和价键固体(对于$0.54 \lesssim J_2/J_1 \lesssim 0.6$)之间存在相变,即使在相关函数中没有明显的二聚体顺序的迹象。这些结果证实了最近对圆柱形团簇的密度矩阵重整化计算[L。Wang和A.W. Sandvik,Phys. Rev. 121,107202(2018)]调和了多年来在不同方法中获得的矛盾结果。
2020-05-26 cond-mat.str-el
Excitations in the spin-1 trimer chain compound CaNi3P4O14: gapped dispersive spinwaves to gapless magnetic excitations
用中子非弹性散射研究了自旋为1的三聚体链状化合物CaNi_3 P_4 O_(14)的磁激发和自旋哈密顿量。实验数据揭示了在3D长程有序磁态(TC = 16 K)中的带隙色散自旋波激发,以及TC以上的无隙磁激发。用线性自旋波理论对耦合三聚体自旋链模型进行了模拟,得到的磁激发能很好地描述实验观测数据。分析表明,铁磁J1和J2的链内的相互作用,和链之间的反铁磁链间的相互作用J3。发现J1和J2的强度更接近(J2/J1 ~ 0.81),而J3被确定为较弱(J3/ J1 ~ 0.69),这与自旋链型晶体结构一致。还发现存在弱的单离子各向异性(D/J=0.19)。交换相互作用的强度和符号解释了为什么在所研究的自旋-1化合物CaNi 3 P4 O 14中不存在1/3磁化强度,而其S= 5/2对应物Mn基同构化合物。交换相互作用的符号与从报道的DFT计算得到的一致,然而,它们的强度被发现是显着不同的。CaNi_3 P_4 O_(14)中相对较强的J_3值在TC以下给出了常规的3D型磁有序,然而,在TC以上保留了其1D特征。目前的实验研究还揭示了一个急剧变化的单离子各向异性的TC表明,在CaNi 3 P4 O 14的三维磁有序的稳定性归因于除了链间相互作用的局部磁各向异性。本研究揭示了充分了解三聚体自旋链化合物中交换相互作用的重要性,以了解其奇异的磁性,如1/3磁化平台。
2020-07-14 cond-mat.str-el
Critical dynamics of singlet and triplet excitations in strongly frustrated spin systems
二维J1-J2模型的新数据表明,J2/J1 = 0.38附近的单重态和三重态激发的临界点非常接近,或者说是重合的。我们认为这是一个更普遍的结果:在强阻挫自旋系统中,单重态和三重态激发的临界动力学是密切相关的。一个有效场论这样一个临界点,或点,开发,其影响进行了讨论。分析表明,在磁无序相中存在无带隙或几乎无带隙的单重态激发。
2001-11-02 cond-mat.str-el
Gapless quantum excitations from an Ice-like Splayed Ferromagnetic ground state in stoichiometric Yb2Ti2O7
已知量子自旋冰候选磁体Yb 2 Ti 2 O 7的基态对从熔体生长的单晶中发生的1%水平的弱无序敏感。通过固态合成产生的粉末倾向于化学计量比,并且在相对高的温度下显示出大而尖锐的热容异常,Tc约为0.26 K。我们已经进行了中子弹性和非弹性测量的特点和平衡的化学计量的粉末样品的Yb2Ti2O7显示分辨率有限的布拉格峰出现在低温下,但其发病相关的温度远高于Tc。相应的磁结构最好描述为冰状的张开铁磁体。在Yb2Ti2O7中的自旋动力学被证明是在所有温度下小于0.09毫电子伏的能量尺度上是无隙的,并且被组织成具有高度过阻尼铁磁自旋波存在的痕迹的散射的连续体。这些激发极大地不同于传统的自旋波预测的Yb2Ti2O7的平均场有序状态,但出现强大的弱无序,因为它们在很大程度上是一致的,所显示的非化学计量粉碎单晶和单晶,以及粉末样品的Yb2Ti2O7的姐妹量子磁体Yb2Sn2O7。
2016-01-20 cond-mat.str-el
Thermal conductivity of the quantum spin liquid candidate EtMe3Sb[Pd(dmit)2]2: No evidence of mobile gapless excitations
准二维有机自旋液体候选物EtMe $_3$ Sb[Pd(dmit)$_2$ ] $_2$(dmit-131)的热导率$κ$在低至0.07 K的低温下测量。在$κ/T$与$T$中,我们观察到一个非常小的残差线性项$κ_0/T$,即$T \to 0$。这表明,负责比热$C$中相当大的剩余线性项$γ$的低能激发,在$C/T$与$T$中作为$T \to 0,$被局部化。我们的结论是,在该自旋液体候选物中不存在移动的无间隙激发,与先前报道大的$κ_0/T$值的dmit-131研究相反[Yamashita等人,Science 328,1246(2010)]。我们的研究表明,dmit-131实际上类似于$κ$ -(BEDT-TTF)$_2$ Cu $_2$(CN)$_3$,另一种准二维有机自旋液体候选者,其中可以看到非常小的$κ_0/T$和相当大的$γ$。我们属性的热传导在这些有机绝缘体没有磁序声子经历强烈的自旋-声子散射,在其他几个自旋液体材料中观察到的。
2019-09-20 cond-mat.str-el
Gapless Fermions and Quantum Order
以二维自旋1/2量子模型为例,研究了在某些自旋液态中,无带隙费米激发(自旋子)与量子序的关系。利用缠绕数,我们发现表征量子序的射影对称群直接决定了布里渊区费米点的模式。因此,量子序提供了一个起源的无隙费米激发。
2002-02-10 cond-mat.str-el hep-th
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
Gapped and gapless spin liquid phases on the Kagome lattice from chiral three-spin interactions
我们认为,一个相对简单的模型,只包含SU(2)不变的手征三自旋相互作用的S=1/2自旋的Kagome晶格可以产生一个带隙和无带隙的量子自旋液体。我们的论点是植根于制定网络模型的边缘状态,并通过仔细的数值分析。对于在晶格上均匀选择的手征,我们实现了Kalmeyer-Laughlin态,即被识别为nu=1/2玻色子Laughlin态的带隙自旋液体。对于交错的手征性,出现了一个无间隙的自旋液体,表现出沿动量空间中的线,我们通过研究有限宽度的准二维系统探测的功能,无间隙的自旋激发。因此,我们提供了一个单一的,吸引人的简单自旋模型(i)可能是最简单的实现Kalmeyer-Laughlin状态的日期,以及(ii)的非费米液体状态与线的无隙SU(2)自旋激发。
2014-09-07 cond-mat.str-el
Gapless Spin Liquid and Non-local Corner Excitation in the Spin-1/2 Heisenberg Antiferromagnet on Fractal
本研究利用张量网络技术探讨了Sierpiński垫片上的自旋1/2海森堡反铁磁模型,揭示了分数维度下的无能隙自旋液体基态,并发现了稳定的非局域角激发,为研究阻挫磁学提供了新途径。
2024-09-24 cond-mat.str-el quant-ph
Coexistence of gapless excitations and commensurate charge-density wave in the 2H-transition metal dichalcogenides
利用第一性原理Wannier函数分析了2 H-TaSe 2的电子结构,揭示了2 H-TMDs的一个共同特征:控制电荷密度波(CDW)物理的低能Ta \red{``$5d_{z^2}$''}带主要是次近邻之间的跳跃.基于这个动机,我们建立了一个CDW形成的最小有效模型,其中不寻常的跳跃形式导致了三个子晶格的近似解耦。在CDW相的一个子晶格保持不扭曲,离开带与它ungapped无处不在的费米表面,解决了长期存在的难题共存的无隙激发和相称的CDW在2 H-TMD。
2005-11-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Majorana boundary modes in Josephson junctions arrays with gapless bulk excitations
在固态物理学中对马约拉纳束缚态的研究仅限于在其体光谱中显示间隙的材料。我们表明,这种不成对的状态出现在某些准一维约瑟夫森结阵列与无隙体激发。通过Ruderman-Kittel-Yosida-Kasuya机制,体模介导了Majorana束缚态之间的耦合。因此,最低能量的二重态获得有限的能量差。对于现实的一组参数,即使对于长度为$L \sim 10$的短链,这种能量分裂仍然比体本征态的能量小得多。
2015-05-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coherent hole propagation in an exactly solvable gapless spin liquid
我们研究了一个单一的空穴在Kitaev蜂窝模型的无隙阶段的动力学,专注于慢孔制度的裸跳跃幅度$t$是远远小于Kitaev交换能量$J$。在这种情况下,空穴不产生带隙的磁通激发,只被无隙的费米子激发修饰。研究了单空穴的谱函数,我们发现空穴以准粒子的权重相干地传播,该权重是有限的,但作为$t/J \to 0$趋近于零。这一结论来自两种近似处理,它们以互补的方式捕捉相同的物理学。这两种处理方法都使用固定极限作为精确可解的起点来研究谱函数,近似(i)采用变分方法,在固定孔和无限快孔的极限之间插值的试验状态,以及(ii)考虑对应于简化的一维问题的无间隙相位中的特殊点。
2016-12-21 cond-mat.str-el
Conformal field theory approach to gapless 1D fermion systems and application to the edge excitations of nu = 1/(2p+1) quantum Hall sequences
我们提出了一个全面的研究有效的共形场论(CFT)描述的低能量激发的气体无自旋相互作用费米子在一个圆上的无隙制度(Luttinger液体)。函数技术和模块化的转换属性被用来计算所有的关联函数在有限的大小和在有限的温度。前向散射无序被精确地处理。在此框架内,电荷输运的量子霍尔流体的圆柱上的Laughlin实验进行了审查。边缘激发以上一个给定的体激发描述的扭曲版本的Luttinger有效理论。对应于nu =1/(2 p +1)填充分数的Luttinger CFTs似乎是有理CFTs(RCFT)。生成器的扩展对称代数被确定为边缘费米子的创造者和零化子,从而给出了一个物理意义的RCFT的角度来看,这些序列的边缘激发。
1997-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological charge excitations and Green's function zeros in paramagnetic Mott insulators
本文在Chern-Hubbard模型中利用复合算符形式研究Mott绝缘体的拓扑电荷激发,揭示格林函数零点与占据Hubbard能带的绕数关系,并证明拓扑Mott绝缘体与零点相结处存在无能隙边缘态。
2025-08-28 cond-mat.str-el
Gapless excitations in the Haldane-Rezayi state: The thin torus limit
研究了Haldane-Rezayi态的薄环面极限。十个基态中有八个在这个极限下呈现简单的乘积形式,这是已知的许多其他量子霍尔试验波函数的情况。剩下的两个状态有一个有点不寻常的薄环面极限,其中一个“破碎”的缺陷对形成一个单线态是完全离域的。我们从圆柱上的波函数导出了这些极限,并推导出薄环面空芯哈密顿量的主导矩阵元。我们发现在薄环面极限中存在无隙激发。这与非酉共形场论中的局部哈密顿稳定波函数是无隙的预期是一致的。我们还使用薄环面分析,以获得明确的计数公式的零模式的空芯哈密顿的环面上,以及其他几个配对和相关的量子霍尔态的父哈密顿。
2011-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic Excitations of Spin Nematic State in Frustrated Ferromagnetic Chain
利用密度矩阵重整化群方法,研究了在磁场中具有铁磁最近邻和反铁磁次近邻交换作用的自旋1/2海森堡链的动力学自旋结构因子.在一个领域引起的自旋激发制度,我们发现无隙的纵向和有隙的横向自旋激发谱,根据准远程纵向和短程横向自旋相关,分别。的无隙点与占主导地位的纵向自旋相关相一致,而间隙的位置表现出的特征场的依赖性矛盾的占主导地位的横向自旋相关。
2015-06-23 cond-mat.str-el
Chirality-Protected Majorana Zero Modes at the Gapless Edge of Abelian Quantum Hall States
我们证明了$ν=8$整数量子霍尔态在其两个不同的稳定手征边缘相之间的畴壁处可以支持Majorana零模,但不具有超导电性。这是由于存在一个边缘阶段,不支持无带隙的费米激发;所有的无带隙激发玻色子在这个边缘阶段。马约拉纳费米子零模发生在这个边缘相位和更传统的支持无带隙费米子之间的畴壁。值得注意的是,由于系统的手征性,这些零模式的拓扑简并具有指数保护,作为相关长度尺度的函数,尽管存在无隙激发,包括无隙费米子。这些结果是兼容的电荷守恒,但不需要it. We讨论的推广到其他整数和分数量子霍尔态,并分类可能的机制出现的马约拉纳零模式在域壁。
2015-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
2D symmetry protected topological orders and their protected gapless edge excitations
自由费米子系统中的拓扑绝缘体已被很好地表征和分类。然而,在强相互作用玻色子或费米子系统中,存在什么样的对称性保护拓扑序并不清楚。本文提出了一个具有非平凡在位$Z_2$对称性保护拓扑序的二维相互作用自旋系统模型。阶数是非平凡的,因为我们可以证明,如果对称性不破缺,边界上的一维系统必须是无间隙的,这将Wess-Zumino-Witten模型的无间隙性推广到任何离散对称群。该模型的构造与$Z_2$群的一个非平凡3-上循环有关,并可推广到任何对称群。它可能导致一个完整的分类对称保护拓扑秩序的相互作用玻色子和费米子系统的任何维。具体地说,这个完全可解的模型在任何闭流形上都有唯一的带隙基态,如果$Z_2$对称性没有破缺,则在边界上有无隙激发。我们通过发展矩阵乘积酉算子的工具来研究边界上的非局部对称变换,并揭示这种变换的非平凡3-上循环结构,从而证明了后者。类似的思想被用来构建一个2D费米子模型与现场$Z_2$对称性保护的拓扑秩序。
2012-05-17 cond-mat.str-el quant-ph
Gapless Magnetic and Quasiparticle Excitations due to the Coexistence of Antiferromagnetism and Superconductivity in CeRhIn$_5$ : A study of $^{115}$In-NQR under Pressure
本文报道了对压力($P$)诱导的重费米子(HF)超导体CeRhIn $_5$的交流磁化率、核四极共振谱和核自旋晶格弛豫时间($T_1$)的系统测量。$1/T_1$在$P$ = 1.6 GPa时的温度($T$)依赖性表明,在微观上反铁磁性(AFM)和超导性(SC)共存,分别在$T_N = 2.8$ K和$T^{MF}_c$ = 0.9 K时表现出相应的转变。结果表明,在低于$T_c^{onset} = 2$ K的低激发态下,SC不产生能隙开放的痕迹,而是产生$T_c^{MF} = 0.9$ K,遵循$T_1T$ =常数定律.这些结果指出了SC与AFM共存的非常规特性。我们强调,这两个结果值得理论工作的无隙性质,在低的激发光谱,由于AFM和SC的共存和缺乏低于$T_c^{onset} = 2$ K的平均场制度。
2003-09-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The Neutral Excitations in the Gaffnian State
我们研究了一种称为加夫尼态的模型分数量子霍尔(Fractional Quantum Hall,简称FWHH)波函数,它被认为是一种与传统金属非常不同的无隙、强相关态。为了更好地理解这种奇异的无隙状态,我们提供了一个基于Halperin工作的表示,其中Gaffnian状态的配对结构变得更加明确。我们采用由Girvin,MacDonald和Platzman(GMP)引入的单模近似,在这里扩展到三体相互作用,以治疗中性集体激发模式,以澄清Gaffnian状态的无间隙的物理起源。我们讨论的方法,系统地提取相关的物理在长距离,大电子数限制的的ECOH状态使用相对较少的电子的数值计算。在附录中,我们根据相对角动量的正确定义,给出了平面、球面、柱面和环面等各种几何中多体Haldom赝势的二次量子化表达式。
2016-06-16 cond-mat.str-el
Note on Generalized Symmetries, Gapless Excitations, Generalized Symmetry Protected Topological states, and Anomaly
我们考虑具有广义对称性的量子多体系统,例如最近引入的高级形式对称性和“张量对称性”。我们考虑一个一般形式的格哈密顿算子,允许一定程度的非局部性。基于对偶广义对称性假设,我们明确地构造了低能激发态。在对对偶广义对称性进行“测量”后,我们还导出了一般哈密顿量的“特胡夫特反常”。一个具有对偶反常1-形式对称性的3d系统可以看作是一个具有1-形式对称性的4d广义对称性保护拓扑态的边界。给出了一个混合1-型和0-型对称性拓扑响应理论的4d SPT态的原型例子及其物理结构。这个SPT态的边界可以是一个3d反常QED态,也可以是一个反常的1-形式对称性丰富的拓扑序。通过维度兼容/缩减获得见解。在维数紧化后,具有N对对偶1-形式对称的3d系统简化为具有2N对对偶U(1)整体对称的1d系统,这是一个普通2d SPT态的边界;而具有张量对称的3d系统简化为1d Lifshitz理论,它受到系统的质心守恒的保护.
2021-01-19 cond-mat.str-el
Gapped optical excitations from gapless phases: imperfect nesting in unconventional density waves
我们考虑了准一维非常规密度波中不完美嵌套的影响,当不完美嵌套和间隙依赖于相同的波矢分量时。该相图与常规密度波中的相图非常相似。态密度相对于费米能是高度不对称的。对于与完美嵌套的小偏差,T=0时的光学电导率保持不变。对于更高的不完美嵌套参数,光学间隙打开,并且相当数量的光谱权重被转移到更高的频率。这使得我们的系统的光学响应非常类似于传统的密度波。在d-密度波中预期有类似的定性结果。
2004-12-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Gapless spin-liquid phase in an extended spin 1/2 triangular Heisenberg model
本文从最简单的只考虑最近邻交换作用的等边晶格出发,对三角晶格上的海森堡模型进行了数值研究。我们发现,通过包括一个额外的弱次近邻相互作用,一个量子自旋液体相是稳定的反铁磁秩序。自旋间隙(三重激发间隙)和自旋相关性在长距离衰减代数与反铁磁相和自旋液相之间的临界点处的系统尺寸的增加。这种代数行为在自旋液相中也继续存在,表明存在以动力学和反常临界指数$z+η\sim1$为特征的非常规临界(代数自旋液相)相。在布里渊区的扩展点中发现的异常小的三重态和单重态激发能对这种代数自旋液体施加了限制。
2021-07-23 cond-mat.str-el
From Gapped Excitons to Gapless Triplons in One Dimension
通常,奇异相出现在常规相之间的相图中。它们的基元激发特别令人感兴趣。在这里,我们考虑一维离子哈伯德模型的例子。对于弱相互作用,该模型是带绝缘体(BI);对于强相互作用,该模型是Mott绝缘体(MI)。在这两者之间,发生自发二聚绝缘体(SDI),这是由能量低的电荷和自旋自由度。应用系统控制版本的连续么正变换(CUT),我们能够确定的分散体的元电荷和自旋激发和他们最相关的束缚态在平等的基础上。其核心思想是从一个外部二聚化的系统开始,使用相对较弱的二聚体间耦合作为小的展开参数,最后将其设置为1以恢复原始模型。
2014-08-13 cond-mat.str-el
Spin dynamics of edge-sharing spin chains in SrCa13Cu24O41
利用中子非弹性散射研究了高钙掺杂准一维磁体SrCa_(13)Cu_(24)O_(41)在磁有序态下的低能磁激发。我们观察到的无隙自旋波激发,色散沿a和c轴,但沿b轴非色散。这种激发归因于来自自旋链亚晶格的自旋波。模型拟合实验数据给出最近邻相互作用Jc为5.4 meV和链间相互作用Ja = 4.4 meV。Jc是反铁磁的,其值接近于类似的边共享自旋链系统,如CuGeO3的最近邻相互作用。与Sr_(14)Cu_(24)O_(41)中的空穴掺杂自旋链相比,SrCa_(13)Cu_(24)O_(41)中的自旋链表现为无隙激发,而Sr_(14)Cu_(24)O_(41)中的自旋链则表现为无隙激发。我们将这种从有隙激发到无隙激发的变化归因于Ca掺杂后空穴从链状亚晶格转移到梯形亚晶格。
2019-01-07 cond-mat.str-el
Heat capacity anomaly at the quantum critical point of the Transverse Ising Magnet CoNb_2O_6
描述横向磁场中的伊辛链的横向伊辛磁体哈密顿量是在量子临界点(QCP)处经历跃迁的系统的典型示例。铌铌钴$_2$ O $_6$是迄今为止发现的最接近横向伊辛磁体的实现。在低温下,中子衍射在QCP附近观察到一组离散的集体自旋模式。我们问,是否有低洼的自旋激发不同于这些相对较高的能量模式。利用热容量,我们表明,存在一个显着的带隙自旋激发。在QCP,它们的自旋熵上升到一个显著的峰值,占总自旋自由度的30 $\%$。在QCP以下的窄场区间内,无隙激发显示出低于1K的类费米子的温度线性热容。这些新颖的无隙模式是参与量子跃迁并受其影响的主要自旋激发。
2015-04-19 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
Tracking the effects of interactions on spinons in gapless Heisenberg chains
我们考虑了相互作用对海森堡自旋1/2链中自旋子激发性质的影响。我们明确计算的两个自旋部分的纵向结构因子的无限链在零场的所有值的各向异性在无隙反铁磁制度,通过一个精确的代数方法。我们的研究结果使我们能够定量地描述这些基本激发的情况下,从自由到完全耦合的链的行为,从而明确映射的影响“打开的相互作用”在一个强相关的系统。
2011-03-22 cond-mat.str-el hep-th
Gapless Excitation above a Domain Wall Ground State in a Flat Band Hubbard Model
在任意维的形变平带哈伯德模型中,我们构造了一组具有局域铁磁畴壁和扩展螺旋结构的精确基态。我们证明了在固定磁化强度子空间中,半满最低能带的基态的唯一性。这些结构的基态在开边界条件下简并为全自旋上或全自旋下态。我们用局域电子数密度表示自旋单点函数,并在我们的模型中找到了畴壁结构。我们表明,在高于一个维度的畴壁基态以上的无隙激发的存在。另一方面,在周期性边界条件下,基态是全自旋上或全自旋下态。我们发现,自旋波激发以上的所有自旋向上或向下的状态有一个能隙,因为各向异性。
2004-12-09 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el math-ph
Exactly soluble spin-1/2 models on three-dimensional lattices and non-abelian statistics of closed string excitations
通过将蜂窝格子上的Kitaev模型推广到三维,在适当的周期性边界条件下,提出了三维格子上的精确可解自旋$\frac{1}2$模型.最简单的例子是在完全可溶的金刚石晶格上的自旋。该模型的基态扇区可以映射到立方晶格上的p波配对态。在一个完全可溶的自旋模型中,我们首次观察到了从无带隙相到带隙相的拓扑相变。此外,打破时间反演对称性的微扰不能使无隙相位带隙。未打结和未连接的威尔逊圈作为本征激励出现,本征激励可以演变为连接和打结的环激励。我们发现,这些封闭的弦激发服从阿贝尔统计的带隙阶段和非阿贝尔统计的无隙阶段。
2007-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Photon echo from lensing of fractional excitations in Tomonaga-Luttinger spin liquid
从理论上研究了Tomonaga-Luttinger自旋液体在太赫兹二维相干光谱中的非线性光学响应。以XXZ型自旋链的无带隙相位为例,我们证明了它的三阶非线性磁化率$χ^{(3)}_{+--+}$和$χ^{(3)}_{-++-}$具有光子回波,其中$\pm$是指相对于$S^z$轴的左/右旋圆极化.光子回波产生于“透镜”现象,在这种现象中,分数激发的波包分开,然后又回到彼此,相当于激发的世界线的重新聚焦。对不动点哈密顿量的重整化群无关修正导致波包的色散和/或阻尼,这可以通过透镜灵敏地检测到,从而检测到光子回波。因此,我们的研究结果揭示了太赫兹-2DCS的强度在探测的集体激发的动力学性质的原型无带隙多体系统。
2021-06-17 cond-mat.str-el
Electron pairing with gapless excitations in mixed double layers
研究了两个不同二维电子子系统的层状系统中的层间配对态,一个具有相对论线性谱,另一个具有非相对论抛物谱。配对态的复序参量具有两分量结构。我们在平均场水平上研究了对态的形成,确定了临界相互作用强度,并计算了有效势。准粒子的各向异性三带谱明显依赖于各分量的序参量相位差,随序参量的变化而在动量空间中旋转。由于成对作用,它受到强烈的带变形。它导致最初解耦的条带的融合和杂交。准粒子谱在相邻带的两个接触点附近具有变形狄拉克锥的形状。由于能带变形,态密度表现出许多特定的特征,例如范霍夫奇点。
2021-12-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
On the ground state and excitations of a four-component fermion model
利用Lieb-Schultz-Mattis方法研究了四分量Hubbard类模型的基态和激发态性质。严格证明了该模型的基态是非简并的,激发在所有带填充处都是无隙的。
2004-07-22 cond-mat.str-el
Higher-order Topological Mott Insulators
我们提出了一种新的关联拓扑态,我们称之为高阶拓扑莫特绝缘体(HOTMI)。由于电子相关性,这种状态表现出惊人的体边界对应。也就是说,由Z3自旋-Berry相表征的体中的拓扑性质导致仅在自旋激发中出现的无隙角模(即,单粒子激发在拐角处保持有间隙)。我们证明了出现的HOTMI的哈伯德模型的戈薇晶格,并阐明如何强相关性改变无隙角模在非相互作用的情况下。
2019-11-12 cond-mat.str-el
Quadratic dispersion relations in gapless frustration-free systems
本研究结合已有成果与极小极大原理,证明立方晶格上二维局域希尔伯特空间的最近邻相互作用无隙无阻挫系统低能激发色散为二次型或更软,提出相关禁戒定理并给出反例。
2024-12-11 cond-mat.other cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Orbital-controlled magnetic transition between gapful and gapless phases in the Haldane system with t2g-orbital degeneracy
为了阐明轨道自由度在自旋S=1的Halbard系统中的关键作用,我们利用数值方法研究了线性链上t2 g轨道简并哈伯德模型的基态性质.在多轨道系统中,增加Hund规则耦合,通常会发生从反铁磁相到铁磁相的转变。我们发现反铁磁相可以描述为具有自旋能隙的Haldron系统,而在铁磁相中,存在相对于轨道自由度的无能隙激发。目前的结果,以实际系统的可能相关性进行了讨论。
2004-08-23 cond-mat.str-el
Dynamical quadrupole structure factor of frustrated ferromagnetic chain
利用密度矩阵重整化群方法研究了磁场中自旋为1/2的$J_{1}$ - $J_{2}$海森堡链中铁磁$J_{1}$和反铁磁$J_{2}$的动力学四极结构因子.在一个场诱导的自旋极化机制中,我们观察到了$q=π$的准长程反铁四极关联的无带隙激发。无间隙激励模式在饱和时具有二次型,而随着磁化强度的减小,它变成线性色散。
2018-06-04 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
Low-energy Majorana states in spin-liquid transitions in a three-dimensional Kitaev model
在有限温度下,数值研究了超蜂窝晶格上的三维Kitaev模型。Kitaev模型是可解的量子自旋模型之一,其中基态由带隙和无隙自旋液体给出,取决于相互作用的各向异性。这个模型可以重写为一个自由的马约拉纳费米子系统与$Z_2$变量耦合。Majorana费米子的态密度在能隙区显示出激发能隙,而在反映狄拉克节点的无能隙区则是半金属态。通过蒙特卡罗模拟,我们计算了Majorana谱的温度依赖性。我们发现,半金属浸填充温度的增加,在无隙区,但令人惊讶的是,光谱开发的激发间隙附近的区域的无隙-带隙边界。低能谱的这种变化在从自旋液体到顺磁状态的转变温度处急剧出现。结果表明,$Z_2$场的热涨落对Majorana费米子的低能态有显著的影响,特别是在自旋液体的形成过程中.
2014-09-17 cond-mat.str-el
Critical theories of phase transition between symmetry protected topological states and their relation to the gapless boundary theories
对称性保护拓扑态具有相同的对称性,它们之间的相变超出了朗道对称性破缺理论。本文研究了(1)平凡与非平凡SPT之间相变的临界理论,(2)这种临界理论与SPT的无隙边界理论之间的关系。基于SO(3)和SU(2)的SPTs的例子,我们提出在适当的边界条件下,临界理论包含边界激发的离域版本。此外,我们证明了边界理论是空间上限制在两个SPT之间的临界理论。我们期望这些结论在一般情况下成立,特别是对于离散对称群也成立。
2013-02-13 cond-mat.str-el
Direct evidence for a gapless $Z_2$ spin liquid by frustrating Néel antiferromagnetism
通过直接计算具有最近邻($J_1$)和次最近邻($J_2$)超交换耦合的正方晶格上的阻挫海森堡模型的自旋能隙,我们提供了一个坚实的证据,证明在阻挫区$0.45 \lesssim J_2/J_1 \lesssim 0.6$中自旋-液相是无能隙的.我们的数值方法是基于变分波函数,是{ \it系统}改进的应用程序的几个Lanczos步骤,使我们能够获得可靠的外推的热力学极限。非磁态的特殊性质通过在$k=(π,0)$和$(0,π)$上存在S=1的无隙激发而被揭示。磁跃迁可以用变分态来描述和解释,变分态是由具有$Z_2$规范结构和自旋谱中的四个狄拉克点的Abrikosov费米子建立的。
2013-04-09 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
Novel Algebraic Boson Liquid phase with soft Graviton excitations
构造了一个具有与引力子相同的极化和规范对称性的低能激发出射的三维面心立方晶格玻色子模型。得到的新相是稳定的无隙玻色子液相,具有代数玻色子密度关联。这个相的稳定性受到自对偶性和大规范对称性的保护,不受瞬子效应和超流性的影响。这个相位的无隙集体激发非常类似于引力子,尽管它们具有软$ω\sim k^2$色散关系。新的麦克斯韦方程组描述了这种新相的动力学。这个阶段也拥有一个复杂的拓扑顺序,需要18个绕组编号来指定每个拓扑扇区。
2006-10-04 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Gapless Hamiltonians for the toric code using the PEPS formalism
我们研究的哈密顿Kitaev的复曲面代码作为基态,并展示如何构建一个哈密顿共享的复曲面代码的地面空间,但它有一个连续谱的热力学极限的无间隙激发。我们的构造是基于投影纠缠对态(PEPS)的框架,并可以应用到一个大类的二维系统,以获得无隙的“叔叔哈密顿量”。
2011-11-28 cond-mat.str-el quant-ph
Fractionalization of long-range ordered states in a Falicov-Kimball model
在动力学平均场论中研究了Falicov-Kimball模型,该模型将粒子间的局部库仑相互作用退化为吸引或排斥。在强相互作用制度的粒子分成电荷和自旋的对象,其物理性质是从整个粒子不同,观察到在高温和低温阶段。在高温和强相互作用条件下,单粒子态密度打开了一个激发能隙,而电荷压缩性和自旋磁化率则表现出无能隙激发的特征。低温相具有长程序,单粒子能谱总是带隙的,而在强相互作用区,电荷和自旋激发是无带隙的。在分馏长程有序相中,电荷压缩系数和自旋磁化率都是温度的普适标度函数。
2019-04-08 cond-mat.str-el