Continuous excitations of the triangular-lattice quantum spin liquid YbMgGaO4
量子自旋液体(quantum spin liquid,QSL)是一种奇异的物质状态,其中电子的自旋在长距离上是量子纠缠的,但在零温度极限下不会显示出破坏磁性的磁序。对QSL态的观测是实验物理学的一个中心目标,因为它们承载着超越我们对量子物质知识的集体激发;然而,在真实材料中的例子很少。在这里,我们报告的中子散射测量YbMgGaO 4,QSL候选人,其中Yb 3+离子与有效自旋-1/2占据一个三角形晶格。我们的测量揭示了一个连续的磁激发-QSL的基本实验标志-在非常低的温度(0.06 K)。这种奇特的激发光谱的起源是一个关键问题,因为各向同性的最近邻相互作用不会在三角晶格上产生QSL基态。使用测量接近场极化状态的磁激发,我们确定反铁磁次近邻相互作用中存在的平面各向异性的QSL形成在YbMgGaO 4的关键成分。
2016-07-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Possibility of S=1 spin liquids with fermionic spinons on triangular lattices
本文将$S=1/2$自旋的费米子表象推广到任意自旋。在平均场论下,我们得到了三角晶格上$S=1$反铁磁体的几种自旋液体态,包括无隙f波自旋液体和拓扑非平凡的$p_x+ip_y$自旋液体.在考虑了不同的竞争次序后,我们构造了$J_1$ - $J_3$ - $K$模型的相图.讨论了它在新近发现的材料$\mathrm{NiGa_2S_4}$中的应用。
2010-06-10 cond-mat.str-el
Pinball liquid phase from Hund's coupling in frustrated transition metal oxides
利用多带扩展的哈伯德模型研究了阻挫三角晶格中d轨道流形中非定域库仑排斥和Hund耦合的相互作用.我们发现一个丰富的相图与几个竞争阶段,包括一个强大的弹球液相,这是一种非常规的金属,其特征在于三重电荷顺序,不良的金属行为和出现高自旋局部时刻。我们的结果自然解释了在三角形层状化合物AgNiO 2中观察到的异常电荷有序金属态。其他三角过渡金属氧化物的潜在相关性进行了讨论。
2015-05-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Field-induced instability of the quantum-spin-liquid ground state in the $J_{\rm eff}=\frac{1}{2}$ triangular-lattice compound NaYbO$_2$
通过体磁化强度和比热测量以及核磁共振(NMR)和电子自旋共振(ESR)作为局部探针,研究了NaYbO $_2$多晶样品。在0.3~K范围内没有发现长程磁序的特征,证明在零场下存在一个高阻挫的类自旋液体基态。在2 T以上,热力学测量中观察到磁有序的特征,表明场诱导量子相变的可能性。$^{23}$ Na的NMR弛豫速率表明,在很低的磁场下,在0.3~K范围内没有磁有序,并存在持续的磁涨落,而在2~T范围内则存在体磁有序.得到了$H$相图,并与已有的层状自旋- $\frac{1}{2}$三角晶格反铁磁体的理论概念一起进行了讨论
2019-05-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A Class of Compounds Featuring Frustrated Triangular Magnetic Lattice CsRESe$_2$ (RE=La-Lu): Quantum Spin-Liquid Candidates
采用助熔剂法合成了一系列三角形晶格的稀土硒化物CsRESe 2单晶。该系列稳定在三方晶系(R-3 m)或六方晶系(P63/mmc)中。CsRESe 2的物理性质通过磁化率和热容测量进行了探索,直到0.4 K。在所有磁性化合物中都观察到了反铁磁相互作用,但没有发现长程磁序,表明磁性受抑。CsDySe 2在0.7 K下呈现自旋冻结,揭示了自旋玻璃态。CsCeSe 2和CsYbSe 2的磁化强度分别在0.7 K和1.5 K处出现宽峰,表明磁性稀土离子之间存在短程相互作用。在这些化合物(RE = Ce,Yb)中没有长程磁有序和自旋冻结到0.4 K的特征,表明它们可能是量子自旋液体态。
2019-11-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Filling dependence of a new type of charge ordered liquid on a triangular lattice system
研究了最近报道的三角晶格上无自旋费米子系统在强库仑相互作用下的特征无带隙电荷有序态。在这种状态下,电荷自发地分为固体和液体成分,前者的固体部分以维格纳晶体的方式排列,而后者则像弹球一样在它们之间移动。我们表明,这种电荷有序液体是稳定的,在很宽的范围内填充,$1/3<n<2/3$,并检查其填充依赖性。
2006-07-07 cond-mat.str-el
Classification and Monte Carlo study of symmetric $Z_{2}$ spin liquids on the triangular lattice
我们研究了三角晶格上$Z_{2}$自旋液体中不同的对称性分馏方式。我们的分类可以用来识别在最近的密度矩阵重整化群模拟的三角晶格上的$J_{1}-J_{2}$自旋模型的$Z_{2}$自旋液体中的对称性分馏。我们在三角晶格上发现了64种对称性丰富的$Z_{2}$自旋液态。在Schwinger-boson部分子波函数中,除了8个态外,Abrikosov-fermion部分子波函数还可以实现12个态。在一个比SU(2)更大的规范群中,其余44个态也可以在一个自旋为3/2的系统中找到。在20种Abrikosov-fermion Gutzwiller投影波函数中,B5态是三角晶格上$J_{1}-J_{2}$自旋模型的$Z_{2}$自旋液体的一个很有希望的候选态. No.B5位于狄拉克自旋液体(DSL)附近。然而,变分蒙特卡罗模拟发现DSL具有良好的变分能,并且$J_{1}-J_{2}$自旋模型不能为DSL上的自旋子打开能隙以稳定B5号态.
2015-06-18 cond-mat.str-el
Randomness induced spin-liquid-like phase in the spin-$1/2$ $J_1 - J_2$ triangular Heisenberg model
利用精确对角化和密度矩阵重整化群研究了自旋- $1/2$ $J_1-J_2$三角海森堡模型中键的无规性效应.随着键随机性的增加,我们确定了一个随机性诱导的自旋液体状相没有任何磁秩序,二聚体秩序,自旋玻璃秩序,或价键玻璃秩序。带隙的有限尺寸标度表明自旋三重态和单重态激发的无带隙性质,这进一步得到了动力学自旋结构因子的宽连续谱的支持。通过对圆柱几何下系统的二体纠缠谱的研究,我们发现了类自旋液体相的低纠缠谱的特征,这些特征可以区分这种无规诱导的类自旋液体相和干净的$J_1 - J_2$三角海森堡模型中的本征自旋液体相.我们进一步讨论了这种自旋液体相的性质,并指出我们的结果理解自旋液体的三角晶格结构的材料。
2019-03-10 cond-mat.str-el
Topography of Spin Liquids on a Triangular Lattice
具有阻挫各向异性相互作用的自旋系统由于可能的奇异基态而引起人们的极大兴趣。我们利用密度矩阵重整化群研究了它们在最近邻三角晶格上的相图,并绘制出了自旋液体可能存在的区域的形貌。我们发现,这个自旋液相是连续连接到以前发现的各向同性$J_1\!-\!J_2$模型的自旋液相。这两个极限显示出几乎相同的自旋相关性,使得它们各自的自旋液体彼此同构。
2018-05-09 cond-mat.str-el
Quantum Phase Transition between Z2 spin liquid and columnar Valence Bond Crystals on a Triangular lattice
研究了三角晶格上$Z_2$自旋液体和价键固体(VBS)之间的量子相变。对于完全各向同性的三角形晶格,从柱状或共振格元VBS阶的转变可以是第一阶的,或者可以存在具有中间相的两个转变。如果跃迁分裂成两个,则$Z_2$自旋液体将首先经历一阶$q=3$ Potts跃迁到破坏$2π/3$晶格旋转对称性(但与VBS状态不同,保持平移对称性)的新的非对称$Z_2$自旋液体。然后,第二转变将通过二级$^*$ $3d$ XY转变使该新的无规$Z_2$自旋液体变为柱状或共振元格VBS状态。在扭曲的三角晶格上,一些不同的柱状VBS阶之间的简并被提升,并且相变可以减少到单个$3d$ XY $^*$转变。
2014-05-06 cond-mat.str-el
Spin liquid behaviour in Jeff=1/2 triangular lattice Ba3IrTi2O9
Ba_3IrTi_2O_9晶体呈六方结构,由Ir 4+(Jeff=1/2)的层状三角形排列组成。磁化率和热容量数据表明,尽管有很强的磁耦合,但在0.35K以下没有磁有序,这一点可以通过大的居里-外斯温度=-130K来证明。在低温下,磁热容遵循幂律。我们的测量结果表明,Ba_3 IrTi_2 O_9是一种二维三角晶格上的5d,Ir基(Jeff=1/2)量子自旋液体。
2012-10-11 cond-mat.str-el
Spin Liquid versus Spin Orbit Coupling on the Triangular Lattice
本文探讨了强自旋轨道耦合与自旋液体物理的关系。我们研究了一个非常一般的模型上的三角晶格自旋轨道耦合导致高度各向异性的相互作用的存在。通过Gutzwiller投影的费米子构造,我们用变分蒙特卡罗方法研究了$U(1)$量子自旋液体态和有序态。从而得到了该相空间中的基态相图。此外,我们考虑自旋费米表面量子自旋液体,这是特别重要的自旋轨道耦合时,Gutzwiller波函数以外的影响。
2017-11-08 cond-mat.str-el
The Spinon Fermi Surface U(1) Spin Liquid in a Spin-Orbit-Coupled Triangular Lattice Mott Insulator YbMgGaO4
受自旋轨道耦合三角晶格自旋液体候选物Yb MgGaO 4的最新进展的启发,我们对候选物U(1)自旋液体基态进行了系统的投影对称群分析和平均场研究.由于Yb矩的自旋-轨道纠缠,空间群对称操作改变了局域矩的位置和取向,从而使晶格对称性的投影实现具有与纯自旋矩不同的特征.在我们发现的具有费米部分子结构的八种U(1)自旋液体中,只有一种自旋液体状态,即Yao Shen等人,Nature 540,559-562(2016)中提出和分析的,并在本工作中标记为U1 A00,突出并给出了大的自旋费米表面,并为YbMgGaO 4中的光谱结果提供了一致的解释。讨论了自旋费米面U(1)自旋液体与YbMgGaO 4的进一步联系以及今后的研究方向。最后,我们的结果可能适用于其他自旋轨道耦合三角晶格自旋液体候选人,更广泛地说,我们的一般方法可以很好地扩展到自旋轨道耦合自旋液体候选人材料。
2017-08-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
NaYbS$_2$ - a new planar spin-$\frac{1}{2}$ triangular-lattice magnet and putative spin liquid
片状高品质的NaYbS $_{2}$菱面体单晶的横向尺寸为几毫米的生长和研究非常详细的散装方法,如磁化和比热,但也通过本地探针,如核磁共振(NMR),电子自旋共振(ESR),μ子自旋弛豫($μ$ SR),和非弹性中子散射(INS)在一个宽的字段和温度范围。我们的单晶研究清楚地证明了一个强各向异性准二维磁性和新兴的自旋轨道纠缠的$S=1/2$态的Yb向低温以及缺乏远程磁秩序下降到260 mK。特别是,清晰和窄的Yb ESR线与窄的$^{23}$ Na NMR线一起证明了系统中不存在固有的结构畸变,这与落入相同空间群$R\overline{3}m$内的相关自旋液体候选物YbMgGaO $_{4}$形成强烈对比。这表明NaYbS $_{2}$是一种相当纯的自旋为1/2的三角形晶格磁体和一种新的量子自旋液体。
2018-09-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Emergent Gauge Flux and Spin Ordering in Magnetized Triangular Spin Liquids: Applications to Hofstadter-Hubbard Model
International Center for Quantum Materials, School of Physics, Peking University(北京大学物理学院量子材料中心);Beijing Key Laboratory of Quantum Devices, Peking University(北京大学北京量子器件重点实验室);Collaborative Innovation Center of Quantum Matter(量子物质协同创新中心)
研究三角自旋液体中磁响应与规范磁通生成,通过J1-J2-Jχ模型揭示磁场效应竞争,应用于霍夫特纳- Hubbard模型和三角晶格反铁磁体。
2026-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Symmetric $Z_2$ spin liquids and their neighboring phases on triangular lattice
基于最近在自旋- $1/2$三角格子$J_1$ - $J_2$ Heisenberg模型中发现的带隙自旋液相,我们在Abrikosov-fermion表象下对三角格子上的对称$Z_2$自旋液体进行了分类.我们发现了20个具有不同自旋对称性量子数的相,其中8个在Schwinger-boson表象中有对应的相。其中,我们确定了2个有前途的候选人(#1和#20),这可以实现一个带隙的$Z_2$自旋液体与次近邻平均场振幅。我们分析了它们的相邻磁序和价键固体模式,并找到一个状态(#20),它是连接到120度尼尔秩序的连续量子相变。我们还确定了在对称态附近的带隙的双$Z_2$自旋液体,并找到3个有希望的候选者(#1,#6和#20)。
2016-04-13 cond-mat.str-el
Spin-Liquid State for Two-Dimensional Heisenberg Antiferromagnets on a Triangular Lattice
用自洽格林函数方法研究了三角晶格上反铁磁海森堡模型的自旋液态。计算结果表明,自旋激发谱是无带隙的,基态能量为$E_{g}/NJ=-0.966$,与基于共振价键态的变分蒙特卡罗方法的计算结果一致.还讨论了一些热力学性质。
1998-08-07 cond-mat.str-el
Spin-Orbital Liquid on a Triangular Lattice
利用有限团簇的Lanczos精确对角化,我们证明了三角晶格上三重简并$t_{2g}$轨道的自旋轨道$d^1$模型提供了一个自旋轨道液体基态的例子。我们还表明,自旋轨道液体涉及纠缠价键态,违反古迪努-Kanamori规则,并修改有效的自旋交换常数。
2012-06-14 cond-mat.str-el quant-ph
Quantum Spin Supersolid as a precursory Dirac Spin Liquid in a Triangular Lattice Antiferromagnet
基于三角晶格反铁磁体Na2BaCo(PO4)2的实验,提出易轴XXZ模型中的量子自旋超固态为前驱狄拉克自旋液体,通过光谱响应预测连续谱和卫星峰,解释非弹性中子散射结果。
2024-06-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Three-dimensional nematic spin liquid in the stacked triangular lattice 6H-B structure
最近,大量的实验表明,自旋为1/2和自旋为1的磁矩分别位于三角晶格结构的Ba 3CuSb 2 O 9和Ba 3 NiSb 2 O 9的量子磁体中可能存在自旋液相。在这些实验中,已经提出了几个理论建议的自旋液相和自旋液体的行为堆叠的三角形晶格。虽然这些材料的晶体结构目前仍在争论中,但了解这种受抑晶格上可能的自旋液相仍然很有趣。在这项工作中,我们应用Schwinger玻色子平均场论和投影对称群(PSG)分析,研究自旋液相的全三维6 H-B结构,在以前的作品,认为二维系统。我们发现,一个ZZ 2自旋液相,其中晶格旋转对称性自发破缺,是最有前途的自旋液相,这是符合在经典极限的螺旋磁有序。我们讨论了我们的研究结果对未来的理论和实验工作的影响。
2013-05-21 cond-mat.str-el
Hierarchy of exchange interactions in the triangular-lattice spin-liquid YbMgGaO$_{4}$
自旋为1/2的三角晶格反铁磁体YbMgGaO $_{4}$作为量子自旋液体的候选者受到了最近的关注,它可能存在由自旋轨道耦合引起的非对角各向异性交换相互作用。量子自旋液体是否稳定取决于各种交换相互作用与化合物层状结构固有的化学无序的相互作用。我们结合时域太赫兹光谱和非弹性中子散射测量场极化状态的Yb MgGaO $_{4}$,以获得更好的微观洞察其交换相互作用。太赫兹光谱学以这种方式起高场电子自旋共振的作用,并探测布里渊区中心的自旋波激发,理想地补充中子散射。一个全球性的自旋波适合我们所有的光谱数据在超过4 T的领域,太赫兹光谱线宽的分析,产生严格的限制$g$ -因素和交换相互作用。我们的研究结果画YbMgGaO $_{4}$作为一个简单的平面XXZ反铁磁体的组合和必要存在的次领先的次近邻和弱各向异性的非对角最近邻相互作用。此外,所获得的$g$ -因子与以前的报道有很大不同。这项工作建立了层次结构的交换相互作用在YbMgGaO $_{4}$单独从高场数据,从而强烈约束可能的机制负责观察到的自旋液体现象。
2018-01-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-Liquid phase of the Multiple-Spin Exchange Hamiltonian on the Triangular Lattice
我们对三角晶格上多重自旋交换模型的自旋液相进行了精确对角化研究。它的特点是没有Neel长程序(NLRO),短程磁关联和自旋能隙。我们发现在我们研究的任何局部序参量中没有LRO(手性、二聚体.)。讨论了可能的渐近基态简并度。我们认为,它可能是拓扑起源,该系统可能不是一个手性自旋液体。一个可能的关系,阿弗莱克-肯尼迪-利布-田崎(AKLT)阶段进行了讨论。
1998-12-19 cond-mat.str-el
Theory of a competitive spin liquid state for weak Mott insulators on the triangular lattice
我们提出了一种新的量子自旋液体状态,可以解释许多有趣的实验性质的低温相的有机自旋液体候选材料。这种成对的费米子自旋态保持了系统的所有对称性,并且它具有无隙激发光谱,其二次带在动量~ k = 0处接触。这种二次带接触受到系统对称性的保护。使用变分蒙特卡罗技术,我们表明,这种状态具有高度竞争力的能量在三角晶格海森堡模型补充了一个现实的大环交换项。
2013-10-16 cond-mat.str-el
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
Chiral Spin Liquid and Quantum Criticality in Extended $S=1/2$ Heisenberg Models on the Triangular Lattice
我们研究了三角晶格上的$J_1$ - $J_2$海森堡模型,并在该模型中加入了一个标量手征项,证明了手征自旋液体在相图的相当大的区域内是稳定的。该拓扑相位于共面$120^\circ$ Néel有序相和非共面四面体有序相之间。进一步讨论了$J_1$ - $J_2$模型中自旋无序中间相的性质。我们比较了基态从精确对角化与狄拉克自旋液体波函数,并提出了一个方案,该波函数描述的量子临界点之间的$120^\circ$磁有序相和一个假定的$\mathbb{Z}_2$自旋液体。
2016-04-26 cond-mat.str-el
Evidence for a spinon Fermi surface in a triangular lattice quantum spin liquid candidate
量子自旋液体是一种奇异的物质量子态,其中自旋高度纠缠,并且在零温度下保持无序。这样的物质状态与高温超导和量子信息应用潜在相关,并且量子自旋液体状态的实验识别对于我们理解量子物质具有根本的重要性。理论研究已经提出了各种量子自旋液体基态,其中大多数的特征在于具有分数量子数的奇异自旋激发(称为“自旋子”)。在这里,我们报告的中子散射测量,揭示了广泛的自旋激发覆盖了广泛的区域的布里渊区在三角形反铁磁体YbMgGaO 4。所观察到的扩散自旋激发持续在最低的测量能量,并显示出一个明确的上激发边缘,这是一致的自旋费米表面的粒子-空穴激发。因此,我们的研究结果指出,QSL状态的自旋费米表面的YbMgGaO 4,具有完美的自旋1/2三角晶格中的原始建议的量子自旋液体。
2017-07-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Field-driven transition from quantum spin liquid to magnetic order in triangular-lattice antiferromagnets
本文用Schwinger-boson理论解释三角晶格反铁磁体中磁场如何通过自旋子凝聚和order-by-disorder机制将量子自旋液体转变为对称性破缺磁有序态。
2024-07-05 cond-mat.str-el
Effective spin model for the spin-liquid phase of the Hubbard model on the triangular lattice
证明了三角晶格上半满哈伯德模型的自旋液相可以用纯自旋模型来描述。这是基于一个高阶强耦合扩展(高达12阶)使用微扰连续酉变换。由此产生的自旋模型是一致的过渡从三个亚晶格的长程磁序绝缘自旋液相,并在过渡的双占有跳跃。这两个模型的精确对角化表明,有效自旋模型是定量准确的自旋液相,并与Gutzwiller预测费米海的比较表明,一个无隙的频谱和自旋费米表面。
2011-01-14 cond-mat.str-el
One-dimensional spin liquid, collinear, and spiral phases from uncoupled chains to the triangular lattice
本文研究了具有两个跳跃参数$t$和$t^\prime$的各向异性三角晶格上的哈伯德模型,在解耦链($t=0$)和各向同性三角晶格($t=t^\prime$)之间插值.变分波函数,包括杰斯特罗和回流条款被用来比较自旋液体和磁相位与不同的螺距矢量描述共线和共面(螺旋)的顺序。对于现场相互作用$U/t^\prime \gtrsim 10$的相对大的值和实质性的挫折,即,$0.3\lesssim t/t^\prime \lesssim 0.8$,自旋液体状态明显优于磁性状态。螺旋磁序仅在各向同性点附近稳定,而共线序在从小到中等挫折的广泛链间跳跃中获得。
2014-06-23 cond-mat.str-el
Quantum spin liquid ground state in the disorder free triangular lattice NaYbS$_2$
稀土铜铁矿最近被认为是在三角晶格上实现有效的$S$ =1/2量子自旋液体(QSL)的理想材料。与研究最活跃的三角晶格反铁磁体YbMgGaO $_4$不同,NaYbS $_2$铜铁矿实现了结构上理想的三角层。我们提出了详细的$μ$ SR研究这个规则的(未扭曲的)三角形Yb亚晶格为基础的系统与有效自旋$J_{\mathrm{eff}}=1/2$在0.05 - 40 K的温度范围内。零场(ZF)和纵向场(LF)$μ$ SR研究证实,在0.05 K($\sim J$ /80)以下不存在任何长程磁有序态。目前的$μ$ SR结果与迄今为止可用的体表征数据一起表明,NaYbS $_2$是识别QSL基态的理想候选者。
2019-11-19 cond-mat.str-el
From magnetism to one-dimensional spin liquid in the anisotropic triangular lattice
我们研究了从解耦的一维链插入到各向同性三角晶格的各向异性三角晶格,并且已被认为与各种准二维材料相关,例如Cs $_2$ CuCl $_4$或$κ$ -(ET)$_2$ Cu $_2$(CN)$_3$,一种显示出有趣磁性的有机材料。我们得到了一个很好的精度通过一个新的表示的共振价键波函数与单重和三重配对。这种方法使我们能够建立,磁秩序是迅速破坏远离纯三角晶格和无公度自旋相关的短范围。非磁性自旋液体自然出现在相图的宽范围内,具有很强的一维特征。还讨论了$κ$ -(ET)$_2$ Cu $_2$(CN)$_3$的三重配对的相关性。
2009-02-13 cond-mat.str-el
Phase Diagram of the Triangular t-J Model with Multiple Spin Exchange in the Doped-Mott Region
本文研究了具有多重自旋交换作用的三角形$t$ - $J$模型,作为单层液态$^3$ He的模型。由于铁磁双自旋和反铁磁四自旋交换相互作用之间的竞争,在掺杂Mott区实现了一个能谱表明自旋-电荷分离行为的相。这种行为给出了最近在单层液体$^3$ He吸附在石墨上观察到的双峰热容的解释。
2008-11-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The Hubbard model on the triangular lattice: Spiral order and spin liquid
在变分集团近似下研究了各向同性三角晶格上的半满哈伯德模型。通过减少现场排斥$U$(或等效地增加压力),我们从一个相与远程,三个亚晶格,螺旋磁序,非磁性莫特绝缘相-自旋液体-然后,对于$U\lesssim6.7t$,金属相。在这些计算中使用的集群的大小为3,6和15与开放的边界条件,和外推到无穷大的大小被认为是导致在$U=8t$的无序相,但在$U\gtrsim 12$的螺旋顺序。
2008-04-15 cond-mat.str-el
Rare-earth triangular lattice spin liquid: a single-crystal study of YbMgGaO$_{4}$
$_{4}$是一种结构完美的二维三角晶格,每个单胞中电子数为奇数,Yb $^{3+}$离子的有效自旋1/2局域磁矩与自旋轨道纠缠,有望在实验上实现量子自旋液体基态.我们首次报道了单晶YbMgGaO $_{4}$样品的实验表征。由于自旋-轨道纠缠,相邻Yb $^{3+}$磁矩之间的相互作用依赖于键的取向,并且在自旋空间中是高度各向异性的。我们进行了热力学和电子自旋共振测量,以确认自旋相互作用的各向异性的性质,以及定量确定的耦合。我们的结果是对该系统中可能的量子自旋液体基态的理论理解的第一步,并为在强自旋轨道耦合绝缘体中寻找量子自旋液体提供了新的思路。
2015-09-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
On the origin of the possible chiral spin liquid state of the triangular lattice Hubbard model
最近的数值模拟发现,在三角晶格哈伯德模型的中间耦合区可能存在一种手征自旋液态。在这里,我们提供了一个简单的图片,其起源方面的玻色子RVB的描述。更具体地说,我们表明,这种手性自旋液体状态可以理解为量子无序四面体自旋状态稳定的四自旋环交换耦合,抑制有序无序效应走向条纹自旋状态。这种手性自旋液态的特征在于每个三角形的自旋Berry相为$\fracπ{2}$。然而,我们发现,这种状态的拓扑性质是完全错过了Schwinger玻色子平均场描述的结果,缺乏玻色子刚性所造成的双重占用约束。
2021-04-04 cond-mat.str-el
Theory of the algebraic vortex liquid in an anisotropic spin-1/2 triangular antiferromagnet
我们探索自旋1/2三角形反铁磁体与易平面和晶格交换各向异性采用双涡旋映射,然后通过费米化的旋涡。在交换各向异性的广泛范围内,这种方法自然会导致“临界”自旋液体-代数涡旋液体-这似乎是不同于其他已知的自旋液体。我们提出了一个详细的表征这种状态,这是描述的非紧凑的QED 3与紧急SU(4)对称性。代数涡旋液体的后代相也进行了探索,其中包括Kalmeyer-Laughlin自旋液体,各种磁有序状态,如众所周知的共面螺旋状态,和超固体。在交换各向异性的范围内的“正方形晶格”的尼尔基态出现,我们证明了异常的“roton”最小值的激发光谱最近报道的系列扩展可以占我们的方法。
2005-12-18 cond-mat.str-el
Dirac Spin Liquid on the Spin-1/2 Triangular Heisenberg Antiferromagnet
利用密度矩阵重整化群(DMRG)方法研究了三角晶格上自旋- $1/2$ $J_1$ - $J_2$海森堡反铁磁体的自旋液体候选体.通过在无限长的圆柱体中应用外部Aharonov-Bohm通量插入,我们发现了无间隙$U(1)$狄拉克自旋液体行为的明确证据。磁通插入克服了能隙的有限尺寸限制,并清楚地显示出在预期的波矢的无隙行为。利用DMRG转移矩阵,可以提取低激发谱,它显示了特征的狄拉克锥结构的自旋双线性和双线性激发。最后,我们证实了纠缠熵遵循预测的普遍响应下的通量插入。
2019-11-21 cond-mat.str-el
Spin Liquid in the Multiple-Spin Exchange model on the Triangular lattice: 3He on graphite
使用精确的对角化,我们调查的T=0相图的多自旋交换(MSE)模型的三角晶格:我们发现一个过渡分离铁磁相从非磁性带隙的自旋液相。离铁磁转变足够远的系统具有变磁行为,在m/m_sat=0和1/2处具有磁化平台。本文用均方误差来描述吸附在石墨表面的~ 3 He固体薄膜,计算了第二层低密度区各参数的均方误差热容,发现了双峰结构。
1998-06-18 cond-mat.str-el
Possible uniform-flux chiral spin liquid states in the SU(3) ring-exchange model on the triangular lattice
我们考虑三角晶格上除了两个交换外,还具有反铁磁三个交换的SU(3)模型。我们首先提出了对磁有序态的数值格位分解态研究,它显示了两种不同的三亚晶格有序态,反铁四极相和标准的120 ^o反铁磁相,沿着三格位环交换强度的轴。我们进一步研究模型使用奴隶费米子平均场的方法,我们重写交换运营商的三种口味的费米子。在平均场水平上,我们发现主要的竞争态是三聚体态(三角形元格态)、带隙的均匀π/3通量手征自旋液体和带隙的均匀2π/3通量手征自旋液体。π/3通量手性自旋液体的填充带具有Chern数+1,2π/3通量手性自旋液体的填充带具有Chern数+2。在平均场水平上,我们还给出了每种手征自旋液体的有效Chern-Simons理论。
2013-04-26 cond-mat.str-el
Spectra of a Gapped Quantum Spin Liquid with a Strong Chiral Excitation on the Triangular Lattice
虽然通过数值计算在三角晶格上的$J_1$ - $J_2$海森堡模型中发现了量子自旋液体(QSL)相,但关于这种QSL是否有间隙或无间隙的争论仍然存在,不同技术的结论相互矛盾。此外,有关激励和动力学的信息是至关重要的实验检测这样一个阶段。在这项工作中,我们使用精确的对角化,通过动态自旋结构因子$\mathcal{S}(q,ω)$和拉曼极化率$\mathcalχ(ω)$来表征三角晶格上的QSL相位的签名。我们发现,光谱的QSL相显示出不同的功能相比,相邻的阶段,和拉曼光谱和自旋结构因子显示在QSL相的带隙行为。有趣的是,在拉曼$A_2$通道中有一个突出的激发模式,表明手性自旋液相有很强的subleading趋势。
2022-05-17 cond-mat.str-el
Spin Liquid Phases for Spin-1 systems on the Triangular lattice
基于最近对Ba 3 NiSb 2 O 9材料的实验研究,我们提出了两种新的自旋液相(A和B),适用于三角晶格上自旋为1的体系。在平均场水平下,两个自旋液相都具有二次带接触的无带隙费米自旋子激发,从而使自旋磁化率和C_v/T在零温下饱和为常数,这与Ba_3NiSb_2O_9的实验结果一致.在晶格尺度上,这些自旋液相具有Sp(4)~ SO(5)规范涨落,而在长波极限下,这种Sp(4)规范对称性在A型自旋液相中被破缺为U(1)xZ_2,在B型自旋液相中被破缺为Z_4。我们还证明了$A$相是铁四极子态、自旋四极子态和非共线自旋密度波态的母态。
2011-10-14 cond-mat.str-el
Algebraic vortex liquid in spin-1/2 triangular antiferromagnets: Scenario for Cs_2CuCl_4
受Cs_2CuCl_4非弹性中子散射数据的启发,我们探索了自旋为1/2的三角晶格反铁磁体,同时具有空间和易平面交换各向异性,后者是由于观察到的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。利用对偶映射和对偶涡旋自由度的费米子化,我们发现了一种新的“临界”自旋液相,它用具有SU(4)对称性的狄拉克费米子来描述,并与非紧U(1)规范场最小耦合.这种"代数涡旋液体”支持无隙自旋激发和动力学自旋结构因子中的普适幂律关联,这与Cs_2CuCl_4中观察到的一致。我们建议未来的中子散射实验,应有助于区分代数涡旋液体和其他自旋液体和量子临界点先前提出的Cs_2CuCl_4的上下文中。
2005-09-28 cond-mat.str-el
Symmetric spin liquids on the stuffed honeycomb lattice
我们使用投影对称群分析,以确定所有的对称自旋液体的填充蜂窝格子海森堡模型。这种晶格介于蜂窝状、三角形和骰子晶格之间,始终保持六边形对称性,并且它已经有了一个自旋液体候选者TbInO $_3$,尽管这里没有考虑强自旋轨道耦合。除了填充蜂窝晶格本身,我们获得了宝贵的洞察蜂窝和三角形晶格上的潜在自旋液体,以及它们如何连接。例如,在蜂窝晶格上提出的子晶格配对状态连接到均匀的自旋费米表面,这可能与具有环交换的三角晶格相关,而在$J_1-J_2$蜂窝和三角晶格极限上没有自旋液体竞争。特别是,我们发现三个填充蜂窝后代的U(1)狄拉克自旋液体广泛认为是发现在$J_1-J_2$三角晶格。我们还讨论了如何在蜂窝极限附近的自旋液体可以潜在地解释物理的锂锌$_2$钼$_3$ O $_8$。
2020-03-09 cond-mat.str-el
$μ$SR evidence for the U(1) quantum spin liquid ground state in the triangular antiferromagnet YbMgGaO$_4$
μ子自旋弛豫和旋转($μ$ SR)的结构完美的三角形反铁磁体YbMgGaO $_4$的单晶体的实验表明,静态的长程磁序和自旋冻结到0.048 K在零场的情况下。低于0.4 K,$μ^{+}$自旋弛豫速率,这是正比于Yb $^{3+}$自旋的动态相关函数,表现出与温度无关的平台。在20 Oe的横场作用下,从$μ^{+}$自旋旋转频率的Knight位移中提取的与温度无关的局域极化率也揭示了同样的行为.所有这些$μ$ SR结果都明确支持在三角形反铁磁体Yb MgGa O $_4$中形成无带隙U(1)量子自旋液体基态.
2016-07-12 cond-mat.str-el
Possible spin liquid states with parton Fermi surfaces in SU(3) ring-exchange model on the triangular lattice
本文考虑三角格点上的SU(3)环交换模型。与SU(2)情形不同,在SU(3)哈伯德模型的微扰展开下,除了通常的四格点环交换外,还存在三格点环交换.有趣的是,三位环交换与通常的二位和四位交换有一个负号,并且是铁磁性的。我们首先提出了这个模型,它显示了一个三次晶格顺序相和铁磁相的数值现场因式分解状态的研究。我们进一步利用从费米子平均场研究了该模型,其中我们用三种费米子的味道重写了交换算符。我们发现主要的竞争态是三聚体态(三角形元格态)和具有部分子费米面的无带隙U(1)自旋液态(包括均匀零通量自旋液态和均匀π通量自旋液态)。此外,我们还发现零通量(Fermi面)自旋液体态可能会向f波无隙(节)自旋液体态和π通量(Fermi面)自旋液体态向有趣的奇异s波"无隙"自旋液体态的配对不稳定性,其中两种费米子配对,而一种费米子保持无隙.
2013-05-14 cond-mat.str-el
Spectrum and low-temperature bulk properties of triangular quantum spin liquid candidate NaYbSe$_2$
Los Alamos National Laboratory(洛斯阿拉莫斯国家实验室);National High Magnetic Field Laboratory, Los Alamos National Laboratory(洛斯阿拉莫斯国家实验室国家高磁场实验室);University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);University of Tennessee, Knoxville(田纳西大学诺克斯维尔分校);National High Magnetic Field Laboratory, Florida State University(佛罗里达州立大学国家高磁场实验室);Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室);Lanzhou University(兰州大学);Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学);University of Florida(佛罗里达大学)
研究通过中子散射、压力依赖的AC热容量和AC磁化率测量,发现NaYbSe₂在低温下表现出连续散射特征,无相变迹象,推测其处于Heisenberg自旋液体相。
2026-03-13 cond-mat.str-el
Anisotropic field-induced ordering in the triangular-lattice quantum spin liquid NaYbSe$_2$
高品质的NaYbSePDMATHABMM单晶,它类似于一个完美的三角晶格反铁磁体没有本征无序,研究了磁化强度和比热,以及本地探针技术核磁共振(NMR)和电子自旋共振(ESR)。低场测量证实了在低至50 mK的温度范围内不存在自旋冻结或长程磁序,表明存在无带隙激发的量子自旋液体基态.在外加磁场下观察到了QSL态的不稳定性。对于$H\bot c$方向,从$C_{\rm p}(T)$数据中观察到高于2 T的场诱导磁相变,与$M(H)$的明确的$\frac{M_s}{3}$平台一致,这与向上-向上-向下(uud)自旋排列有关。对于$H\|c$方向,可以在更高的场范围(9 - 21 T)证明场诱导的转变。的$^{23}$钠NMR测量提供了微观证据场诱导有序的两个方向。一个重入行为的$T_{\rm N}$,起源于热和量子自旋波动,观察到的两个方向。从修正的XXZ模型中提取了自旋- $\frac{1}{2}$三角晶格反铁磁体的各向异性交换相互作用$J_{\perp}\simeq$ 4.7~K和$J_z\simeq$ 2.33~K.在零场的磁性长程有序的情况下被分配到强键阻挫的效果,所产生的复杂的自旋轨道纠缠$4f$基态。最后,我们推导出高度各向异性的磁相图,并与现有的自旋- $\frac{1}{2}$三角晶格反铁磁体的理论模型进行了比较。
2019-11-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum Spin Liquid with Emergent Chiral Order in the Triangular-lattice Hubbard Model
在半填充三角格子哈伯德模型的中间相互作用区域中,自旋挫挫和电荷涨落的相互作用产生了一种奇异的量子态,而这种态的性质还存在争议.利用SU(2)$_{\rm{spin}} \otimes $ U(1)$_{\rm{charge}}$对称性实现的密度矩阵重整化群,研究了定义在直到圆周$W=6$的长圆柱几何上的三角格子哈伯德模型.一个带隙的量子自旋液体,与现场相互作用$9 \lesssim U / t \lesssim 10.75$,被确定之间的金属和反铁磁Mott绝缘相。特别是,我们发现,这种自旋液体开发了一个强大的远程自旋标量手征相关的系统长度$L$的增加,这毫不含糊地揭示了自发的时间反演对称性破缺。此外,纠缠谱的简并性支持了基态的对称性分数化和自旋边缘模。本文还讨论了这种中间自旋液体中手征序的可能起源及其与类旋光激发的关系。
2022-09-28 cond-mat.str-el
Superconductivity in the doped quantum spin liquid on the triangular lattice
对量子自旋液体(QSL)相的广泛兴趣是由这样的概念引发的:它们可以被视为具有预先存在的电子对的绝缘相,使得在轻掺杂时它们可能自动产生超导性。然而,尽管作出了巨大努力,但仍缺乏确凿的证据。我们解决了一个轻掺杂的QSL问题,通过一个大规模的密度矩阵重整化群研究的$t$ - $J$模型上的三角晶格与一个小的,但非零浓度的掺杂空穴。的基态是一致的Luther-Emery液体与幂律超导和电荷密度波的相关性与部分填充的电荷条纹。特别是,超导相关性是占主导地位的四腿和六腿圆柱在所有的空穴掺杂浓度。我们的结果提供了直接的证据,掺杂QSL可以自然地导致强大的超导性。
2019-12-13 cond-mat.str-el
Critical spin liquid at 1/3 magnetization in a spin-1/2 triangular antiferromagnet
虽然在低温下磁有序,自旋1/2三角形反铁磁体Cs_2CuCl_4表现出显着的自旋动力学,强烈建议接近自旋液相。在这里,我们解决的问题,是否接近自旋液体也可能发生在一个施加的磁场,留下类似的印记,这种材料的动态自旋相关。具体地说,我们从双涡旋的角度探索了空间各向异性的海森堡自旋1/2三角形反铁磁体在1/3磁化强度,并确实发现了一个新的“临界”自旋液相所描述的QED 3与紧急SU(6)对称性。一些非平凡的预测给出的动态自旋结构因子在这个“代数涡旋液体”相,这可以通过实验测试非弹性中子散射。我们还讨论了如何充分研究的“向上向上向下”的磁化平台可以被捕获在我们的方法,并进一步预测存在一个稳定的无间隙的固体相在一个弱有序的向上向下状态。最后,我们预测了几个异常的“roton”最小值的激发光谱中的制度的晶格各向异性的倾斜Neel状态出现。
2007-02-23 cond-mat.str-el
Spin-Liquid-Like State in Pure and Mn-Doped TbInO3 with Nearly Triangular Lattice
本文报道了具有近三角形反铁磁晶格的TbInO_3和TbIn_(0.95)Mn_(0.05)O_3单晶的中子非弹性散射研究。在低能量下,一个广泛的,显然是无隙连续的磁激发,位于三角形晶格(TL)布里渊区边界,观察。数据很好地描述了不相关的最近邻价键模型。在较高的能量,广泛的激发分支分散从TL区边界观察。没有静态磁序的迹象被发现的温度比有效的相互作用能小两个数量级。波动的磁矩超过Tb3+自由离子值的三分之二,并被限制在TL平面。这些观察结果与TbInO3中基于TL的自旋液体状态一致。
2019-06-28 cond-mat.str-el
Spin Liquid State in an Organic Mott Insulator with Triangular Lattice
在具有近各向同性三角晶格的有机莫特绝缘体体$κ$ -(BEDT-TTF)$_{2}$ Cu $_{2}$(CN)$_{3}$中进行了$^{1}$ H NMR和静态磁化率测量。静态磁化率用自旋$S$ = 1/2反铁磁三角格子海森堡模型描述,交换常数为$J$ 250 K.不管大的磁相互作用,$^{1}$ H NMR谱显示,在低至32 mK(比$J$小四个数量级)的范围内,没有长程磁有序的迹象。这些结果表明,量子自旋液体状态是实现在压力下出现的超导状态的紧密接近。
2003-07-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Variational Monte Carlo study of chiral spin liquid in quantum antiferromagnet on the triangular lattice
利用Gutzwiller投影的费米子波函数和变分Monte Carlo方法,研究了三角晶格上具有第一近邻($J_1$)、第二近邻($J_2$)和附加标量手征相互作用$J_χ{\bf S}_i \cdot ({\bf S}_j \times {\bf S}_k)$的自旋$1/2$海森堡模型.在具有$0.08 \lesssim J_2/J_1 \lesssim 0.16$的$J_1-J_2$三角模型的非磁性阶段中,最近的密度矩阵重整化群(DMRG)研究[Zhu和White,Phys. Rev. B { \bf 92},041105(2015); Hu,Gong,Zhu和Sheng,Phys. Rev. B { \bf 92},140403(2015)]发现可能的带隙自旋液体,其具有手性和$Z_2$自旋液体之间竞争的信号。受DMRG结果的启发,我们认为手性相互作用$J_χ{\bf S}_i \cdot ({\bf S}_j \times {\bf S}_k)$作为这个非磁性相的扰动。我们发现,随着$J_χ$的增大,具有最佳变分能量的无带隙U(1)Dirac自旋液体($J_χ=0$)向具有非平凡磁通量和非零手征级的带隙自旋液体的能量不稳定性增加.我们计算了拓扑Chern数和基态简并度,两者都表明该流态是具有分数化Chern数$C=1/2$和双重拓扑简并度的手征自旋液体。我们的结果表明,一个…
2016-08-15 cond-mat.str-el
Helical spin liquid in a triangular XXZ magnet from Chern-Simons theory
我们提出了三角晶格上二维自旋$1/2$ $J_1-J_2$ $XXZ$反铁磁体的有限温度相图。我们的分析,复合费米子表示的基础上,产生几个阶段。这包括一个零温度的螺旋自旋液体与$N=6$ { \it各向异性}狄拉克锥,并与非零矢量手征意味着打破$\mathbb{Z}_2$对称性。它终止于$T=0$的连续量子相变$120^\circ$有序状态周围$J_2/J_1\approx0.089$在XX极限,这些阶段共享一个双重简并,持续到有限的$T$以上的螺旋自旋液体。相比之下,在$J_2/J_1 \simeq 0.116$处,向条纹相的转变表现为一级。我们进一步讨论了实验和数值结果的螺旋顺序和各向异性性质的狄拉克色散。
2020-07-22 cond-mat.str-el