Unconventional gapless semiconductor in an extended martini lattice in covalent honeycomb materials
我们研究了扩展的Martini晶格模型中的特征电子结构,并提出了它在$π$中的具体化-通过指定的化学吸附在石墨烯和硅烯上构建的电子网络。通过研究最小紧束缚模型,我们揭示了丰富的电子结构的跳跃参数的比例调整,从带绝缘体到非常规的无带隙半导体。值得注意的是,非常规的无带隙半导体的特征在于费米能级处的平坦带。此外,对候选材料的密度泛函理论计算表明,特征电子结构可以通过在石墨烯和硅烯上指定的化学吸附或化学取代来实现,并且费米能级附近的电子结构可以通过选择吸附原子的原子种类来调节。我们的结果开辟了寻找奇异的电子结构和功能诱导的扩展马提尼晶格的方式。
2023-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-charge separation and unconventional superconductivity in \textit{t}-\textit{J} model on honeycomb lattice
掺杂Mott绝缘体的物理性质已经被深入研究了三十多年。众所周知,二分晶格上的单带哈伯德模型或$t$ - $J$模型是描述掺杂莫特绝缘体的最简单模型。不幸的是,这些玩具模型中超导的关键机制仍在争论中。本文基于Grassmann张量积态数值模拟和自旋-电荷分离理论,提出了蜂窝晶格$t$ - $J$模型中小掺杂区发生$d+id$波超导的新机制.此外,在反铁磁序存在的情况下,在半填充附近发展了一个完整的连续有效场论。它揭示了由自旋涨落和规范涨落分别引起的排斥和吸引holon相互作用之间的竞争。当$t/J$较大时,排斥相互作用占主导地位,导致非费米液体行为;当$t/J$较小时,吸引相互作用占主导地位,导致SC有序.可能的实验检测自旋-电荷分离现象进行了讨论。
2023-01-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spiral order in the honeycomb iridate Li2IrO3
蜂窝状铱酸盐A2 IrO 3(A=Na,Li)是实现Heisenberg-Kitaev模型(HKM)的理想材料,具有非常规的磁性和自旋液相。然而,最近的实验表明,Li 2 IrO 3表现出磁有序状态的无公度螺旋型尚未确定在HKM。我们发现,这些发现可以理解的背景下,扩展海森堡Kitaev方案满足所有的实验证据:(i)磁化率的最大值位于第一布里渊区内,(ii)居里-外斯温度是负相关的占主导地位的反铁磁波动,和(iii)显着的第二邻居自旋交换涉及。
2014-09-12 cond-mat.str-el
Effect of disorder on the dimer transition of the honeycomb-lattice compound Li$_{2}$RuO$_3$
本文报道了具有Ru蜂窝晶格结构的Li $_{2}$ RuO $_3$的磁性能与晶体无序度的关系。该氧化物在低于$T_\text{d} \sim$ 540 K时表现出非常规的Ru-二聚体转变。我们表明,细胞参数,有关的二聚体形成的连贯性,强烈依赖于合成过程。我们发现二聚体转变时的磁性行为与晶格参数密切相关。特别地,我们发现具有有序二聚体的样品表现出一级磁转变,起始温度超过550~K,高于先前报道的。我们讨论可能的二聚体配置导致这种磁晶格耦合。
2016-02-20 cond-mat.str-el
Artificial Graphene: Unconventional Superconductivity in a Honeycomb Superlattice
人工晶格已经成为研究非常规超导物理的平台。我们研究半导体人造石墨烯--一种强加在半导体异质结构上的蜂窝状超晶格--它承载了石墨烯的狄拉克物理学,但具有可调的周期性势强度和晶格间距,允许控制电子-电子相互作用的强度。我们证明了一种新的机制,超导由于排斥相互作用,需要一个强大的晶格势和最小的掺杂远离狄拉克点。该机制依赖于出射狄拉克费米子的贝里相位,它导致狄拉克点附近的反向运动电子对相消干涉,减少库仑排斥,从而产生有效的吸引力。相互作用的吸引力的组成部分是增强了一种新的反屏蔽效应,反过来,增加与掺杂,因此有一个最小的掺杂超过超导秩序一般encountered。主导的超导状态具有手性$p$波对称性的空间调制间隙。微观计算表明,可能的临界温度相对于低载流子密度是大的,对于一系列实验现实的参数。
2020-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Superconductivity on the brink of spin-charge order in doped honeycomb bilayer
利用受控弱耦合重整化群方法,我们建立了Bernal双层蜂窝晶格上电子在自旋或电荷有序激子态附近的非常规超导机制.在每个位置一个电子的情况下,该系统表现出几乎抛物线接触的传导带和价带。这种状态对于自发对称性破缺是不稳定的,并且排斥相互作用有利于激子有序,例如电荷自旋和/或层反铁磁体。我们发现,在加入载流子的系统,激子秩序被抑制,非常规的超导性出现在它的位置,然后被费米液体取代。我们专注于牢固地建立这种现象,使用RG形式主义在一个理想化的模型与抛物线触摸。
2013-09-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anomalous thermal conductivity and magnetic torque response in the honeycomb magnet $α$-RuCl$_3$
我们报告了Kitaev-Heisenberg材料$α$ -RuCl $_3$的面内热导率($κ$)和扭矩($τ$)响应的异常行为。$κ$显示出显著的增强,超过H = 7 T时线性增长,其中磁序消失,而两个面内对称方向的$τ$显示出在相同场的异常。$κ$的温度和场依赖性比传统的声子和磁振子贡献复杂得多,并且要求我们调用非常规自旋激发的存在,其性质是与Kitaev模型在外加磁场中的神秘物理学相关的场诱导自旋液相的特征
2017-03-09 cond-mat.str-el
Unconventional pairing and electronic dimerization instabilities in the doped Kitaev-Heisenberg model
研究了蜂窝晶格上$t -J_{\mathrm{K}} - J_{\mathrm{H}}$ Kitaev-Heisenberg哈密顿量作为掺杂自旋轨道Mott绝缘体的最小模型的量子多体不稳定性。该自旋- $1/2$模型被认为描述了层状过渡金属氧化物Na $_2$ IrO $_3$的磁性。我们从关联费米子系统的泛函重整化群(fRG)确定了有限载流子密度系统的基态。为此,我们推导出fRG流方程适应缺乏完整的自旋旋转不变性的费米子相互作用,在这里表示的高度沮丧和各向异性Kitaev交换项。此外,采用一组沃德恒等式的Kitaev-海森堡模型,流动方程的数值解表明,丰富的相图出现在掺杂电荷载流子到基态流形($\mathbb{Z}_2$量子自旋液体和磁有序相)。我们证实了超导三重态$p$波不稳定性驱动的铁磁交换和各种单重态配对阶段。为了填充$δ> 1/4$,$p$波配对产生具有受保护的马约拉纳边模的拓扑状态。对于反铁磁Kitaev和铁磁海森堡交换,我们得到键序不稳定性在范霍夫填充支持嵌套和密度的状态增强,产生二聚模式的蜂窝晶格上的电子自由度。此外,我们的流量方程适用于更广泛的一类模型哈密顿。
2014-10-09 cond-mat.str-el
Demystifying quantum escapism on the honeycomb lattice
本文用最小增强自旋波理论研究蜂窝晶格上自旋-1/2量子自旋模型相图,揭示量子涨落对磁有序相的调控作用,结果与密度矩阵重整化群计算一致,证明了该方法的有效性与普适性。
2025-10-25 cond-mat.str-el
Kitaev Meets Affleck-Kennedy-Lieb-Tasaki: Competing Quantum Disorder in Spin-3/2 Honeycomb Systems
The University of Tokyo(东京大学);Ritsumeikan University(立命馆大学);Shizuoka University(静冈大学)
研究 S=3/2 量子自旋模型在二维蜂窝晶格中的行为,揭示 Kitaev 量子自旋液体与 AKLT 价键固体之间的竞争,通过多种方法分析相图及量子涨落的作用。
2026-04-25 cond-mat.str-el
Coexistence of antiferromagnetism and ferrimagnetism in adjacent honeycomb layers
反铁磁和铁磁/亚铁磁序在本质上通常是排他性的,因此,它们在原子尺度上的共存预计只在异质结构中。打破这种范式和拓宽范围的非常规的磁性状态,我们在这里报告的原子尺度的混合自旋状态,这是稳定的极性反铁磁体Co $_2$ Mo $_3$ O $_8$的三维晶体中施加垂直于\emph{Co}蜂窝层的磁场,并具有自发的面内铁磁矩。我们的微观自旋模型,捕捉所观察到的纵向和横向磁化强度以及磁电/弹性特性的场依赖性,揭示了这种新的自旋状态是由反铁磁和亚铁磁蜂窝层的交替堆叠。在八面体和四面体\emph{Co}站点的强层内和弱层间交换耦合与竞争各向异性一起被确定为稳定反铁磁和亚铁磁层在这样的紧密接近的关键成分。我们表明,适当的平衡磁相互作用可以扩展到零磁场的混合相的稳定范围。通过微观相互作用的适当组合实现这种不同自旋顺序的逐层堆叠的可能性为磁态的纳米级工程开辟了新的维度。
2022-02-09 cond-mat.str-el
Quantum phase diagram of the spin-$1$ $J_1-J_2$ Heisenberg model on the honeycomb lattice
具有几何挫折的强关联系统可以容纳具有非常规性质的物质的涌现阶段。本文利用密度矩阵重整化群(DMRG)方法研究了具有反铁磁第一和第二近邻相互作用($J_1$)的蜂窝晶格上的自旋$S = 1$海森堡模型.在参数区域$J_2/J_1 \lesssim 0.27$,系统维持Néel反铁磁相。在大的$J_2$侧的$J_2/J_1 \gtrsim 0.32$中发现了一个条纹状的反铁磁相,在两个磁有序相$0.27 \lesssim J_2/J_1 \lesssim 0.32$之间发现了一个具有格构价键序的\textit{non-magnetic}中间区。虽然我们的计算是有限的$6$单位细胞的宽度在圆柱体上,我们提出的证据表明,这种格片状态可能是一个强有力的候选人,这个非磁性区域的热力学极限。我们还简要地讨论了系统中的量子相变的性质。通过比较自旋-$1/2$系统和自旋-$1$系统的相图,我们进一步了解了自旋-$1$系统的非磁性相。
2015-11-07 cond-mat.str-el
Field-Induced Magnon Decay, Magnon Shadows, and Roton-like Excitations in the Honeycomb Antiferromagnet YbBr$_3$
针对无阻挫量子磁体的非常规自旋激发问题,对蜂窝晶格反铁磁体YbBr₃开展多磁场下的中子谱学实验,观测到场致磁振子衰变等现象,结合圆柱矩阵乘积态计算验证了强量子涨落的谱特征。
2025-07-07 cond-mat.str-el
Band and Mott Insulators and Superconductivity in Honeycomb-Lattice Ionic-Hubbard Model
受层状氮化物超导电性的启发,我们利用优化变分蒙特卡罗方法研究了由两个能级偏移的子晶格组成的蜂窝晶格上的离子哈伯德模型.库仑相互作用和能级偏移的参数值,以实现在非掺杂状态下的带绝缘体,进行了评估,和SC状态的载流子掺杂带绝缘体进行了研究。研究发现,在弱掺杂的带绝缘体中,自旋涨落仍然存在,并实现了自旋单重d波SC态。目前的研究结果支持一个非常规的自旋单重SC状态所建议的层状氮化物的实验观察。
2012-10-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Excitonic and superconducting orders from repulsive interaction on the doped honeycomb bilayer
使用弱耦合重整化群形式主义,我们研究竞争有序相排斥相互作用费米子的双层蜂窝晶格远离半填充,这是实验上实现的掺杂双层石墨烯。当电子被加入系统时,激子有序被抑制,非常规的超导性一般出现在它的位置。在一般情况下,它被发现,超导性的最大临界温度出现直接相邻的圆顶的粒子-空穴顺序,说明在这些通道的波动的重要性,形成非常规的超导性。我们得到的相图显示的特征订购温度为短期和长期的相互作用,并表明,最有可能的超导不稳定性发生在$d$波,$f$波,和对密度波通道。利用自由能展开和自洽平均场论进一步分析了这些相的性质和竞争。有限的温度和三角形翘曲由于进一步的邻居跳跃的影响进行了研究,双层石墨烯的实验和影响进行了讨论。
2014-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Model for Metal-Insulator Transition in Graphene Superlattices and Beyond
我们提出了一个双轨道的哈伯德模型在一个新兴的蜂窝晶格来描述扭曲双层石墨烯的低能物理。我们的模型为研究最近观察到的金属-绝缘体相变、朗道能级简并提升和非常规超导提供了理论基础。
2018-07-27 cond-mat.str-el
Kitaev interactions between j=1/2 moments in honeycomb Na2IrO3 are large and ferromagnetic: insights from ab initio quantum chemistry calculations
Na $_2$ IrO $_3$,蜂窝状5 $d^5$氧化物,最近已被确定为Kitaev自旋晶格的潜在实现。这个自旋模型的基本特征是,对于从金属位点出现的三个金属-金属链接中的每一个,Kitaev相互作用仅连接垂直于由磁性离子和两个桥接配体定义的元格的自旋分量。事实上,双正交自旋分量沿着三个不同的链接耦合导致强烈的挫折效应和非平凡的物理。虽然实验表明Na $_2$ IrO $_3$中存在锯齿形反铁磁有序,但Kitaev和Heisenberg相互作用的符号和相对强度仍存在争议。在这里,我们报告的从头计算多体电子结构的计算结果,并建立最近邻交换是强各向异性的占主导地位的铁磁Kitaev部分,而海森堡的贡献是显着较弱的反铁磁。计算进一步揭示了对微小结构细节(如键角)的强烈敏感性。除了大的自旋-轨道相互作用,这种强烈的依赖于扭曲的Ir $_2$ O $_2$斑块挑出蜂窝状5 $d^5$氧化物作为一个新的游乐场实现非常规的磁基态和激发在扩展系统。
2014-01-11 cond-mat.str-el
Magnon damping in the zigzag phase of the Kitaev-Heisenberg-$Γ$ model on a honeycomb lattice
我们计算了蜂窝晶格上具有非对角交换$Γ$和各向同性第三近邻相互作用$J_3$的Kitaev-Heisenberg模型的磁振子色散和阻尼。该模型与铱氧化物$α$ IrO、$_3$和Na $_2$ IrO $_3$以及诸如$α$ $_3$的Ru基材料的磁性的描述相关。我们使用一个非常规的参数化的自旋波展开,其中每个Holstein-Primakoff玻色子是由两个共轭厄米算子。这种方法给我们一个优势,在确定参数制度,计算可以进行分析。专注于参数制度与之字形自旋模式在基态,这是符合实验,我们证明了这样的区域之一是$Γ= K>0$,其中$K$是Kitaev耦合。在我们的方法中,我们能够获得明确的解析表达式的磁振子能量和本征态,并超越标准的线性自旋波理论近似计算磁振子阻尼,并证明其在动力学结构因子的作用。我们发现,在玻恩和自洽近似的磁振子阻尼效应是非常显着的,强调非线性磁振子耦合的重要性,在解释广泛的功能,在中子散射谱。
2020-02-20 cond-mat.str-el
Unconventional superconductivity near a flat band in organic and organometallic materials
研究了具有低能平带的装饰蜂窝晶格(DHL)上电子关联驱动的超导性。掺杂,我们发现单重态超导与扩展的s,扩展的d和f波对称性介导的磁交换。通过晶格装饰使f波单重态配对成为可能。预测的临界温度显着高于类似的晶格缺乏平带。我们讨论了如何在DHL材料如Rb3TT中实现高温超导性。2 H2O和Mo3S7(dmit)3.
2020-12-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Kitaev honeycomb antiferromagnet in a field: quantum phase diagram for general spin
该研究结合张量网络与高阶连接团簇展开,探究通用自旋下外场中反铁磁Kitaev蜂窝模型的量子相图,发现中间相区及多类潜在相,证实高场极化相的非常规量子临界破缺。
2024-08-17 cond-mat.str-el
Kitaev Materials
在具有部分填充的$4d$和$5d$壳层的过渡金属化合物中,自旋轨道纠缠、电子关联和晶体场效应共同产生了各种新颖形式的拓扑量子物质。这包括Kitaev材料--一种自旋轨道辅助的莫特绝缘体,其中局部的自旋轨道纠缠$j=1/2$矩形成,受到强键方向相互作用的影响。在概念层面上,Kitaev材料因其非传统的磁性形式而引起了人们的极大兴趣,例如二维和三维晶格几何中的自旋液体物理学或非平凡自旋纹理的形成。实验上,已经合成了许多Kitaev材料,其包括蜂窝材料Na $_2$ IrO $_3$、$α$ $_2$ IrO $_3$和RuCl $_3$,三角形材料Ba $_3$ Ir $_x$ Ti $_{3-x}$ O $_9$,以及三维超蜂窝和带状蜂窝材料$β$-Li $_2$ IrO $_3$和$_3$ MATHABMW-Li $_2$ IrO $_3$。这些课堂讲稿提供了一个简短的回顾,这些Kitaev材料的理论和实验探索的现状。
2017-01-24 cond-mat.str-el
Protection of Unconventional Superconductivity from Disorder
University of Zurich(苏黎世大学);University of Copenhagen(哥本哈根大学)
研究揭示了能够支持稳健非常规超导性的电子能带结构及其布里渊权重的性质,并通过案例研究展示了其对杂质的抗性。
2026-01-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Reentrant Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov superfluidity in the honeycomb lattice
研究了在塞曼磁场存在下,自旋不平衡吸引哈伯德模型能有效描述的蜂窝晶格中粒子数不平衡超冷费米混合物的超导性质.我们用平均场论方法得到了包括一些非常规超导相如Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)相在内的基态相图。我们表明,这一阶段的特点是在外部磁场的库珀对总动量的非典型行为。我们表明,动量改变其值以及方向与系统参数的变化。我们讨论了范霍夫奇点的可能性上的重入FFLO阶段发生的影响,没有BCS的前体。
2018-05-29 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unconventional superconductivity in the extended Hubbard model: Weak-coupling renormalization group
本文采用弱耦合重整化群方法研究了二维格点上扩展排斥哈伯德模型中出现的非常规超导相。排斥作用通常导致更高的角动量库珀配对。通过不仅考虑长程跳跃,而且考虑非局域电子-电子相互作用,我们能够找到正方形和六边形晶格上所有不可约表示的超导解,包括手征拓扑超导性的扩展区域。对于正方形,三角形和蜂窝状晶格,我们提供了详细的超导相图以及耦合强度量化相应的临界温度取决于能带结构参数,带填充,和相互作用参数。我们讨论了该方法的灵敏度相对于积分网格和修补方案的数值分辨率。最后,我们展示了如何有效地达到高数值精度。
2018-11-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Multiferroic nematic d-wave altermagnetism driven by orbital-order on the honeycomb lattice
本研究通过低能哈密顿量、第一性原理方法结合对称性分析,发现应变蜂窝单层VCl₃是轨道序驱动的铁电变磁体,具有显著且可切换的自旋分裂,为二维范德华材料中的变磁性研究提供了新范例。
2025-03-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coexistence of antiferromagnetism and superconductivity of t-t$^\prime$-J model on honeycomb lattice
受蜂窝状化合物的反铁磁性的最近实验研究的启发,我们探索了可能的超导电性及其与反铁磁性的共存。我们使用蜂窝晶格上的t-t $^\prime$ -J模型作为出发点,并采用从玻色子平均场论。在反铁磁正常态下,费米面的特征掺杂演化表明只有一个有效的单带是激活的,这表明势对对称性是时间反演对称性破缺$d+id$,而不是扩展的$s$波.结果表明,这种超导态与反铁磁性在宽掺杂范围内共存,这与数值计算结果一致。利用有效的单带图像,详细研究了超导态的局域态密度及其热力学性质,为理解超流密度等其它物理量提供了理论依据。本文的工作有助于在实验上探索这类材料在蜂窝晶格上可能的超导性,并有助于理解一般二维关联电子系统上的非常规超导性。
2015-01-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Large Thermal Hall Effect in $α$-RuCl$_3$: Evidence for Heat Transport by Kitaev-Heisenberg Paramagnons
磁场中的蜂窝Kitaev模型是拓扑量子自旋液体的一个来源,其具有作为分数准粒子的Majorana费米子和规范通量激发。我们目前的实验结果的材料$α$ -RuCl $_{3}$的热霍尔效应,最近出现作为一个主要的候选人实现这样的物理。在温度高于长程磁有序$T\gtrsim T_N\approx8$ K时,我们观察到与垂直于蜂窝层的磁场$B$相当大的正横向热导率$κ_{xy}$,其随$B$线性增加。在升高温度时,$κ_{xy}(T)$强烈地增加,在30 K附近表现出宽的最大值,并且最终在$T\gtrsim 125$ K处变得可忽略。值得注意的是,纵向热导率$κ_{xx}(T)$表现出相当大的正热磁电阻效应。因此,我们的研究结果提供了明确的证据,纵向和横向的磁热传输和支持的非常规性质的准粒子在顺磁相的$α$ -RuCl $_{3}$。
2018-03-21 cond-mat.str-el
Giant Magnetocrystalline Anisotropy in Honeycomb Iridate NiIrO3 with Large Coercive Field Exceeding 17 T
School of Chemistry, Sun Yat-Sen University(中山大学化学学院);School of Chemistry and Environment, Jiaying University(嘉应学院化学与环境学院);School of Physics, Sun Yat-Sen University(中山大学物理学院);School of Physics, Huazhong University of Science and Technology(华中科技大学物理学院);Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);School of Chemistry and Chemical Engineering, Hainan University(海南大学化学化工学院)
NiIrO3通过软拓扑反应合成,展现极高的磁晶各向异性与coercivity,为研究低维量子自旋系统和自旋电子学提供新平台。
2026-03-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Theory of non-Hermitian fermionic superfluidity on a honeycomb lattice: Interplay between exceptional manifolds and van Hove Singularity
本研究在蜂窝晶格上研究非厄米费米子超流,发现耗散诱导的超流相因例外线与范霍夫奇点的相互作用而异常扩大,并在临界点产生非平凡超流解,为开放量子系统多体物理提供新见解。
2024-01-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Subdiffusive dynamics and critical quantum correlations in a disorder-free localized Kitaev honeycomb model out of equilibrium
无无序局域化最近成为均匀格点规范理论中遍历性破缺的一种机制。在这项工作中,我们表明,这种机制可以导致量子物质的非常规状态,因为没有热化解除了平衡统计物理学所施加的约束。我们研究了斜磁场中的Kitaev蜂窝模型,从完全极化的初始产物态进行量子猝灭,并观察到非遍历动力学作为无无序局域化的结果。我们发现,该系统表现出亚弹道幂律纠缠增长和量子相关扩展,这是通常与热化系统。在渐近稳定状态下,Kitaev模型即使在有限的能量密度下也会发展出体积律纠缠和幂律衰减的二聚体量子关联。我们的工作揭示了无无序局域格点规范理论实现二维量子态的潜力,其性质超出了平衡态。
2021-09-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Superconductivity in Spin-Orbit coupled SU(8) Dirac Fermions on Honeycomb lattice
International Centre for Theoretical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research(国际理论科学中心,塔塔基础研究所);Department of Physics, Hong Kong University of Science and Technology(香港科技大学物理系);Centre for Condensed Matter Theory, Department of Physics, Indian Institute of Science(印度科学学院凝聚态理论中心,物理系)
本文系统分类了蜂窝晶格上自旋轨道耦合SU(8)狄拉克半金属附近的超导相,发现12种超导相并揭示自旋-轨道锁定导致的非幺正配对和有限动量配对等非常规特征,为相关材料实验和相变研究奠定基础。
2025-05-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-th
Anomalous enhancement of magnetism by nonmagnetic doping in the honeycomb-lattice antiferromagnet ErOCl
本研究发现蜂窝晶格反铁磁体ErOCl中非磁性Lu³⁺掺杂可反常增强Er³⁺磁矩,揭示化学压力致c轴收缩、轴向晶场参数增大进而提升磁各向异性的机制,为调控稀土材料磁性能提供新途径。
2025-10-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Dominant Kitaev interactions on the fcc lattice in iridate double perovskites La2BIrO6 (B=Mg, Zn)
利用中子非弹性散射实验研究了具有A型反铁磁基态的铱酸盐双钙钛矿La2ZnIrO6和La2MgIrO6的磁激发.的中子散射数据,这揭示了一个非常弱的色散带隙自旋波激发,被证明是很好地描述了占主导地位的Kitaev相互作用的模型哈密顿理论计算。我们令人惊讶的发现表明,与蜂窝材料相反,Kitaev相互作用通过复杂的磁序表现出来,即使是在某些几何挫折系统中的常规磁序也可能归功于非常规Kitaev交换。
2016-04-29 cond-mat.str-el
Magnetism and field-induced effects in the S = 5/2 honeycomb lattice antiferromagnet FeP3SiO11
本文研究了高自旋S=5/2蜂窝晶格反铁磁体FeP3SiO11的磁性与场诱导效应,通过实验与DFT计算揭示了其长程有序基态、短程关联、自旋翻转转变及高场下的近极化态等非常规激发行为。
2024-07-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-orbit-coupled metal candidate PbRe2O6
我们研究了PbRe_2O_6作为一种候选的自旋轨道耦合金属(SOCM),它作为研究与大的自旋轨道相互作用相关的非常规费米液体不稳定性的试验场而引起了广泛的关注。该化合物包括在室温下以中心对称R-3 m结构由Re 5+(5d2)离子制成的调制蜂窝晶格的堆叠。电阻率、磁化率和热容的测量结果表明,在Ts 1 = 265 K和Ts 2 = 123 K时,样品发生了两次连续的一级相变。在Ts 1处,磁化率大大降低,并且发生向单斜结构的结构转变,而在Ts 2处观察到相对较小的变化。令人惊讶的是,PbRe 2 O 6与另一种SOCM候选物Cd 2 Re 2 O 7非常相似,尽管它们的晶体结构和电子结构存在重要差异,这表明PbRe 2 O 6是一种SOCM。
2020-03-20 cond-mat.str-el
Compass-model physics on the hyperhoneycomb lattice in the extreme spin-orbit regime
本研究成功合成了β-Na2PrO3单晶与粉末,发现其Pr4+磁矩在超蜂窝晶格上形成强非共线磁序与带隙激发,证实了由键依赖各向异性交换阻挫驱动的compass量子自旋模型,为极端自旋轨道区间探索量子自旋模型提供了新平台。
2024-10-11 cond-mat.str-el
Scattering Continuum and Possible Fractionalized Excitations in $α$-RuCl$_3$
电子关联和自旋轨道耦合的结合被认为在固体中沉淀出各种非常不寻常的电子相,包括拓扑和量子自旋液体状态。我们报告了一个拉曼散射研究,提供了证据的非常规激发$α$ -RuCl $_3$,自旋轨道耦合莫特绝缘体的蜂窝晶格。特别是,我们的测量揭示了不寻常的磁散射,由一个广泛的连续。与磁有序温度相比,该连续体的温度依赖性在大尺度上是明显的,这表明了受抑的磁相互作用。这是通过声子线宽的分析,这表明由于自旋-声子耦合的相关异常证实。这些观察结果与海森堡-基塔耶夫模型的理论预期一致,并表明$α$ -RuCl $_3$可能接近于量子自旋液体基态。
2015-04-20 cond-mat.str-el
Exchange anisotropy-driven noncollinear magnetism and magnetic transitions in MnTiO3 ilmenite
University of Virginia(弗吉尼亚大学);Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室)
研究通过中子散射揭示MnTiO3中由磁交换各向异性驱动的非列线磁性和磁相变,揭示了键各向异性与晶体场对交换路径的影响。
2026-03-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Geometric criticality between plaquette phases in integer-spin kagome XXZ antiferromagnets
单轴各向异性$s=1$反铁磁体在kagomé晶格上的相图包含一条由经典三色模型精确描述的临界线。这条线与出现在二维XY模型的经典极限($s \to \infty$)中的标准几何经典临界性不同; $s=1$几何T = 0临界线将两个非常规的存在于非零温度的片晶有序相分开。实验上重要的相关性,在有限的温度和性质的过渡到这些有序的阶段得到使用的映射到三色模型和微扰理论和变分的有序相的组合。有序相显示出六重对称性破缺,并且与蜂窝晶格二聚体模型和$s=1/2$ $XXZ$模型提出的相类似。对于整数自旋$s \geq 2$也可以实现相同的映射和相变,但是需要哈密顿量中的强的现场各向异性。
2005-07-25 cond-mat.str-el
Phase Diagram Structure of Topological Mott Transition for Zero-gap Semiconductors beyond Conventional Landau-Ginzburg-Wilson Scenario
我们发现,一个广泛的类的非常规量子临界出现时,轨道电流导致量子相变从零间隙半导体,如狄拉克费米子的拓扑绝缘体(TI)或陈绝缘体(CI)。费米表面拓扑结构的变化伴随着(SU(2)或时间反演)对称性破缺产生量子临界线(QCL),甚至超过量子临界点。在温度$T=0$下运行的QCL分离两个不同的拓扑相。这与有限温度临界线在量子临界点处的简单终止而在$T=0$处没有任何延伸形成对比。拓扑结构的改变导致了传统Landau-Ginzburg-Wilson(LGW)方案中简单的自发对称性破缺概念之外的非传统性。平均场临界指数β>1/2和δ <3所隐含的非常规普适性受到量子临界线的存在的保护。它出现了几个特定的晶格模型,包括蜂窝,kagome,金刚石和烧绿石晶格。我们还澄清在这些晶格在有限温度下的拓扑相位的相图。
2013-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum many-body scars with unconventional superconducting pairing symmetries via multibody interactions
本研究提出通过多体相互作用构建含非常规超导配对精确本征态的系统框架,拓展了Yang的η配对态,验证了多种晶格下的配对态为量子多体疤痕态,为实现长寿命非平衡非常规超导提供可能。
2025-01-18 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin-orbit excitations and electronic structure of the putative Kitaev magnet $α$-RuCl$_3$
具有强自旋-轨道耦合的莫特绝缘体已经被提出来容纳非常规的磁态,包括Kitaev量子自旋液体。4 $d$系统$α$ -RuCl $_3$最近被认为是Kitaev系统的候选者,在磁散射实验中有不寻常的自旋激发的证据。我们应用光学光谱和拉曼散射相结合的方法来研究这种材料的电子结构。我们的测量揭示了一系列的轨道激发涉及本地化的总角动量态的Ru离子,这意味着强的自旋-轨道耦合和电子-电子相互作用共存于这种材料。这些功能的分析使我们能够估计的自旋轨道耦合强度,以及其他参数描述的本地电子结构,揭示了一个明确的层次结构内的Ru $d$状态的能量尺度。通过比较我们的实验结果与密度泛函理论的计算,我们还澄清了光学响应的整体特征。结果表明,$α$ -RuCl $_3$是研究蜂窝晶格上自旋轨道耦合磁性的理想材料体系。
2016-03-09 cond-mat.str-el
Nematic heavy fermions and coexisting magnetic order in CeSiI
该研究通过有效模型和平均场理论,揭示了CeSiI中向列性重费米子相与磁序共存的机制,并指出外部电场可增强该共存相。
2024-02-05 cond-mat.str-el
Field-induced quantum magnetism in the verdazyl-based charge-transfer salt $[$$o$-MePy-V-($p$-Br)$_2]$FeCl$_4$
我们成功地合成了一种基于Verdazyl的电荷转移盐PDMATHABMMPDMATHABMN-MePy-V-($p$-Br)$_2]$ FeCl $_4$,其在自由基$o$-MePy-V-($p$-Br)$_2$上具有$S_{\rm{V}}$ =1/2,并且在FeCl $_4$阴离子上具有$S_{\rm{Fe}}$ =5/2。$Ab$ $initio$分子轨道计算表明,形成了一个$S_{\rm{V}}$ =1/2蜂窝晶格组成的三种类型的交换相互作用与两种类型的不等价的网站。此外,一个位点处的$S_{\rm{V}}$ =1/2通过反铁磁(AF)相互作用被$S_{\rm{Fe}}$ =5/2自旋夹在中间。磁性表明,$S_{\rm{V}}$ = 1/2自旋之间的AF相互作用形成带隙单重态,而其余的$S_{\rm{Fe}}$ = 5/2自旋形成AF有序.磁化曲线呈现线性增加,直到约7 T,并且在7 T和40 T之间出现非常规的5/6磁化平台。我们讨论了与本发明化合物和($o$ -MePy-V)FeCl $_4$的磁性相关的有效相互作用之间的差异。我们解释了低场线性磁化曲线通过平均场近似的$S_{\rm{Fe}}$ = 5/2自旋模型。在较高的磁场区域,5/6磁化平台和随后的非线性增加是由$S_{\rm{V}}$ = 1/2 AF二聚体,其中一个特定的内部场施加到自旋网站之一再现。在低温和低…
2018-12-19 cond-mat.str-el
Magneto-Optical Study of Chiral Magnetic Modes in NiI$_{2}$: Direct Evidence for Kitaev Interactions
本文通过磁光测量证明范德瓦尔斯多铁性材料NiI₂的磁激发谱更符合Kitaev自旋模型而非螺旋自旋框架,为Kitaev相互作用在真实材料中的存在提供了直接证据。
2025-11-08 cond-mat.str-el
Magnetic Phase Diagrams and Spin Hamiltonian of Monoclinic $α$-RuCl$_3$ from Angle-Dependent Torque Studies
University of Oxford(牛津大学);Princeton University(普林斯顿大学)
本研究通过高灵敏扭矩测量,揭示了保持单斜结构的微小α-RuCl₃单晶在14K下的磁相图,与菱面体样品显著不同,并提出了最小磁结构模型。
2026-10-02 cond-mat.str-el
Anisotropic Kitaev Spin Glass in Li$_{2}$Ru$_{x}$Ir$_{1-x}$O$_{3}$
University of California, San Diego(加州大学圣迭戈分校);Institute of Science and Technology Austria(奥地利科学技术研究所);TRIUMF(特利昂夫实验室);Argonne National Laboratory(阿贡国家实验室);Brookhaven National Laboratory(布鲁克海文国家实验室);Lawrence Berkeley National Laboratory(劳伦斯伯克利国家实验室);Brigham Young University(杨百翰大学);University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校)
通过Ru掺杂替代Ir,研究β-Li2IrO3中稀磁无序如何抑制长程反铁磁序并诱导出保留Kitaev交换网络特征的各向异性自旋玻璃态。
2026-05-30 cond-mat.str-el
Giant thermal magnetoconductivity in CrCl$_3$ and a general model for spin-phonon scattering
绝缘量子磁体处于量子物质基础研究和日益应用的自旋电子学领域技术开发的最前沿。在这种情况下,磁热输运是一个特别敏感的探针的基本自旋和奇异的拓扑激发在非常规磁性绝缘体。然而,磁对热传导的贡献总是与晶格贡献交织在一起,因此自旋-声子耦合在决定自旋和热输运性质方面的问题在涌现拓扑磁系统中变得更加重要。在这里,我们报告的观察到的导热系数的增强,发生在所有相关的温度下,在层状蜂窝材料氯化铬$_3$在施加磁场的存在下。在低温和小磁场下,远离磁有序相,没有相干自旋对热传导的贡献,因此该效应必须由由于磁场波动引起的声子热导率的强烈抑制引起,磁场波动又被场抑制。我们建立了一个经验模型的热导率的CrCl $_3$内的形式主义假设一个独立确定的自旋翻转过程的数量和效率的声子散射事件,他们调解。通过提取内禀声子热导率,我们得到了在所有领域和温度下的定量描述,并证明了散射效率是完全独立的字段。在这种方式中,我们使用氯化铬$_3$作为一个模型系统,以了解自旋和声子激发的热输运的上下文中的相互作用。我们预计,我们介绍的完全通用的框架将有广泛的影响磁量子材料中的传输现象的解释。
2019-09-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el