Machine learning for molecular dynamics with strongly correlated electrons
我们使用机器学习来实现Gutzwiller近似方案下相关电子模型的大规模分子动力学(MD)。该模型表现出Mott转变作为现场库仑排斥$U$的函数。Gutzwiller自洽方程的重复求解对于大规模MD模拟来说是非常昂贵的。我们证明了Gutzwiller势能的机器学习模型可以非常准确。使用$N=33$原子训练的模型能够在更大的尺度上进行高度准确的MD模拟($N\gtrsim10^{3}$)。我们调查的物理光滑莫特交叉在流体相。
2019-04-10 cond-mat.str-el
Nonequilibrium dynamical mean-field theory of a strongly correlated system
本文提出了一种广义动力学平均场方法,用于研究强关联系统在含时外场作用下的非平衡物理。用Keldysh Green函数方法研究非平衡问题。在驱动场频率为ω,波矢为q的情况下,我们导出了一组封闭的自洽方程。我们提出了数值计算结果的本地频率相关的格林函数和自能为不同的值的场振幅的情况下,一个均匀的外场使用迭代微扰理论。此外,推导出了具有驱动外场的哈伯德模型的频率依赖的光学电导率的表达式。
2002-02-04 cond-mat.str-el
Thermodynamic consistency of the charge response in dynamical mean-field based approaches
我们考虑了(扩展的)哈伯德模型中电荷响应函数的热力学一致性。在DMFT中,热力学一致性得以保持。我们证明,静态的,均匀的DMFT磁化率是一致的,只要从两粒子杂质关联函数得到的顶点校正。在存在非局部相互作用的情况下,问题可以在扩展DMFT(EDMFT)或其图解扩展(对偶玻色子方法)内处理。我们表明,在这里,保持热力学的一致性需要三个和四个粒子的杂质关联函数,这是通常被忽略的知识。尽管如此,对响应的对偶玻色子近似非常接近一致性。即使忽略两粒子顶点修正,这也成立。EDMFT是一致的,只有在强相关的制度和近半填充,其中的物理主要是本地。
2015-08-05 cond-mat.str-el
Ab initio electronic structure calculation of correlated systems: EMTO-DMFT approach
提出了一种结合局域自旋密度近似(LSDA)和动力学平均场论(DMFT)的关联体系电子结构计算的自洽方法. LSDA部分是基于精确的松饼罐轨道方法,同时DMFT使用的扰动计划,其中包括与涨落交换近似的T矩阵。当前的LSDA+DMFT实现满足自能量和电荷自一致性要求。我们目前的电子结构计算的散装3D过渡金属(铬,铁,镍)和铁/铬磁性多层膜的结果。后者证明了关联效应对磁性异质结构性质的重要性。
2003-09-12 cond-mat.str-el
Extremely correlated Fermi liquid theory meets Dynamical mean-field theory: Analytical insights into the doping-driven Mott transition
本文在最近发展起来的极端相关费米液体(ECFL)理论和动态平均场论(DMFT)理论的大尺度极限下,研究了掺杂Mott绝缘体。我们表明,一般结构的ECFL揭示了丰富的频率依赖性的DMFT自能。使用领先的费米液体形式的两个关键的辅助功能中引入的ECFL理论,我们得到了一个解析的分析,它提供了一个很好的定量描述的DMFT自能下降到空穴掺杂水平0.2。特别是,费米液体行为的偏离和相应的粒子-空穴不对称性发展在低能量标度,很好地再现了这个anterior。DMFT在大维数下是精确的,我们的研究也提供了一个基准的ECFL在这个限制。我们发现,在O(λ ^2)"最小方案"中,对于不太低的掺杂水平> 0.3,ECFL计算很好地再现了自能和谱线形状的主要特征。这里报道的DMFT计算是使用最先进的数值重整化群杂质求解器进行的,它可以产生精确的结果,精确到前所未有的小掺杂水平0.001。
2013-12-09 cond-mat.str-el
Internal consistency of multi-tier $GW$+EDMFT
本研究针对多层$GW$+EDMFT从头算方法需选择低能窗口的问题,通过不同轨道模型测试其在SrXO₃体系中的一致性,验证了含$O_p$态模型的关联效应与实验吻合度,并分析了谱函数一致性等问题。
2024-03-05 cond-mat.str-el
Consistency between ARPES and STM measurements on SmB$_6$
强关联拓扑表面态是下一代量子应用的有前途的平台,但它们在实际材料中仍然难以捉摸。相关的近藤绝缘体SmB $_6$是最有希望的候选者之一,理论上预测的重狄拉克表面态的传输和扫描隧道显微镜(STM)的实验支持。然而,一个令人困惑的差异之间出现STM和角度分辨光电发射(ARPES)实验的钐$_6$。虽然ARPES探测到自旋纹理表面态,但它们的速度比预期的高一个数量级,而狄拉克点-任何拓扑系统的标志-只能在体价带深处推断。一个重要的挑战是,SmB $_6$缺乏一个自然的分裂平面,导致在有序的表面域限制在几十纳米。在这里,我们使用STM表明,表面能带弯曲可以转移能量功能域之间的10秒的毫电子伏。从我们的STM光谱开始,我们模拟了全光谱函数作为具有不同表面势的多个域的平均值。我们的模拟显示出与ARPES数据的良好一致性,从而解决了在单个域内平均多个带移域和原子分辨测量的大面积测量之间的明显差异。
2020-05-16 cond-mat.str-el
Green functions and self-consistency: insights from the spherium model
我们报告了一个详尽的研究不同的变体的格林函数方法的球形模型,其中两个电子被限制在一个球体的表面,并通过一个真正的远程库仑算子相互作用的性能。我们表明,球模型提供了一个独特的范式来研究从弱关联区到强关联区的电子关联效应,因为数学简单,而物理丰富。我们比较微扰GW,部分自洽GW和二阶格林函数(GF 2)方法的电离势,电子亲合势,能隙,相关能以及单重态和三重态中性激发的计算通过求解Bethe-Salpeter方程(BSE)。我们讨论了GW中的自屏蔽问题,并表明它可以部分地解决与二阶屏蔽交换校正(SOSEX)。我们发现,在一般情况下,自我一致性恶化的结果,相对于那些在微扰方法与哈特里-福克起点。最后,我们揭示了一个重要的问题,部分自洽GW:在弱相关的制度,它可以产生人为的不连续性的自能卫星共振所造成的大权重。
2018-03-12 cond-mat.other cond-mat.str-el physics.chem-ph
Self-consistent Dual Boson approach to single-particle and collective excitations in correlated systems
我们提出了一个有效的双玻色子方案,它扩展了DMFT范式相关系统中的集体激发。该理论在单粒子和双粒子水平上都是完全自洽的,从而描述了集体模式的形成以及电子和玻色子光谱的重正化。该方法采用了一个有效的杂质模型,包括费米子和玻色子杂化功能。只有单电子和双电子格林函数的参考问题进入理论,由于有效玻色浴的自洽条件的最佳选择。我们表明,该理论是自然描述的对偶Luttinger-Ward功能,并遵守相关的守恒律。
2016-01-11 cond-mat.str-el
Towards analytic description of a transition from weak to strong coupling regime in correlated electron systems. I. Systematic diagrammatic theory with two-particle Green functions
我们分析了Hubbard类模型描述的关联电子在中强耦合下的行为。我们发现,随着相互作用的增加,在一个通用的两粒子格林函数的极点接近。该极点标志着半填充时的金属-绝缘体转变,并产生了一个新的消失的“近藤”尺度,导致弱耦合微扰理论的崩溃。为了描述金属-绝缘体相变的临界行为,发展了一种新的、自洽的双粒子格林函数图解法。该理论是基于电子-电子相互作用作为传播子的热力学势的链团展开。导出了具有生成泛函的拼花图。数值不稳定性,由于金属-绝缘体过渡的简化的镶木地板代数环和阶梯系列。一个稳定的数值解在临界区域内的奇异项通过一个低频展开的顶点函数的因式分解。我们强调动态顶点重正化的必要性,这在简单近似中是缺失的,以便正确描述临界的强耦合行为。我们提出了一个简化的充分的拼花近似保持在渐近强耦合区域中的最发散的条款。一个定性的新的,可行的近似适合于描述从弱到强耦合的过渡。
1997-04-09 cond-mat.str-el
Consistency of Photoemission and Quantum Oscillations for Surface States of SmB6
混合价化合物SmB6是当前高度关注的拓扑保护的表面状态在一个强相关的绝缘体的第一个候选人的例子,也作为一个可能的主机为一个外来的散装多体状态,将表现出绝缘体和金属的属性。两个不同的de Haas van Alphen(dHvA)实验都支持其中一种可能性,而(001)表面的角分辨光电子能谱(ARPES)支持第一种可能性,但与dHvA结果没有定量一致性。我们提出了新的ARPES数据的(110)表面和所有已发表的dHvA数据的新的分析,从而使ARPES和dHvA的基本叙事的二维表面状态的基本一致性。
2016-01-27 cond-mat.str-el
Dynamical Mean-Field Theory
动力学平均场论(DMFT)是一种广泛适用于研究晶格上的关联量子多粒子系统的近似方案,例如,固体中的电子和光晶格中的冷原子。特别是,DMFT与传统的电子能带结构的计算方法相结合,导致了一个强大的数值方法,使人们能够探索相关材料的性能。在这篇介绍性的文章中,我们讨论了DMFT的基础,推导出基本的自洽方程,并提出了几个应用程序,这些应用程序为相关物质的性质提供了重要的见解。
2011-09-22 cond-mat.str-el
Microscopic models for fractionalized phases in strongly correlated systems
我们构建了明确的微观模型,稳定的空间维度大于一个,在零外部磁场的强相关系统的各种细分阶段的例子。其中包括玻色子系统中的电荷分馏模型,以及电子系统中的各种自旋-电荷分离。我们确定的激发光谱,并显示与预期的一致性,从场论描述的分馏。我们的结果进一步证实了直接数值计算的相图的模型之一。
2002-01-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Possible correlated insulating states in magic-angle twisted bilayer graphene under strongly competing interactions
采用精确对角化方法,应用于扩展的哈伯德模型,研究了魔角扭曲双层石墨烯(TBG)中的相关绝缘态.我们的模型可以处理Wannier轨道之间的竞争相互作用,因为它们有显著的重叠,这是魔角TBG的一个重要但被忽视的方面。我们提出了两个候选人的相关绝缘状态:自旋和谷铁磁带绝缘体和狄拉克半金属态的两种口味与特殊的重整化,其中口味表示一个结合的自由度与自旋和谷。对于后一个候选者的重要结果之一是,它允许整个能带结构的半填充附近(即狄拉克点附近)的范霍夫奇点在超导性中发挥某种作用。狄拉克半金属态的两个味自由度和实验中观察到的朗道能级的双重简并度之间的一致性也值得注意。
2018-08-04 cond-mat.str-el
Instanton sector of correlated electron systems as the origin of populated pseudo-gap and flat "band" behavior: analytic solution
对准一维哈伯德模型,解析求解了关联电子系统亚稳真空间的有限温度瞬子。瞬子产生动态对称破缺,并将金属态与双真空:超导态和自旋密度波态连接起来。这些瞬子沿着松原虚时分布,具有类似于准一维Peierls模型中发现的坐标空间孤子晶格的结构。在微观水平上,真空间的漂移是由电子-空穴对和库珀对的“共振四重态”之间的相互转换来描述的。“瞬变晶体”中电子的光谱性质揭示了赝能隙(PG)行为,PG中心有有限的费米子态密度,PG外有“平带”.在高温铜氧化物的ARPES和STM数据的背景下,讨论了解析推导的赝能隙和SC及SDW凝聚体密度的逆温度标度.
2008-07-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
LDA+Gutzwiller Method for Correlated Electron Systems: Formalism and Its Applications
我们详细介绍了我们新开发的\textit{ab initio} LDA+Gutzwiller方法,其中Gutzwiller变分方法自然地结合到密度泛函理论(DFT)通过“Gutzwiller密度泛函理论(GDFT)”(这是一个推广的原始Kohn-Sham形式)。该方法可用于从弱关联金属到强关联绝缘体的长程有序电子系统的基态测定。我们将证明它的基态质量与动态平均场论(DMFT)的质量一样高,而计算量却便宜得多。此外,该方法是完全变分的,电荷密度自洽性可以自然实现,总能量、线性响应等物理量可以得到类似LDA计算的精确值。给出了几个典型系统的应用实例,阐明了这种新方法的特点。使用LDA+Gutzwiller获得的结果与现有实验更好地一致,表明比LDA或LDA+U有显着改进。
2008-12-13 cond-mat.str-el
An adaptive configuration interaction approach for strongly correlated electrons with tunable accuracy
我们介绍了一个新的程序迭代选择的行列式空间能够描述高度相关的系统。这种自适应组态相互作用(ACI)通过迭代过程确定最优基,在迭代过程中,行列式空间被扩展和粗粒度,直到自洽。两个重要性标准控制选择过程,并将ACI调整到用户定义的精度级别。ACI示出产生势能曲线的N $_2$几乎恒定的错误,它预测单重态-三重态分裂的并苯十并苯是在良好的协议与密度矩阵重整化群。
2016-03-26 cond-mat.str-el physics.chem-ph
Non-linear quantum-classical scheme to simulate non-equilibrium strongly correlated fermionic many-body dynamics
提出了一个非线性的量子-经典混合方案,用于模拟热力学极限下Bethe晶格中由哈伯德模型描述的强关联费米子的非平衡动力学.我们的方案实现了非平衡态动态场论(DMFT),并使用一个数字量子模拟器来解决量子杂质问题,其参数通过经典计算的反馈回路迭代到自洽性,其中量子门误差可以部分地解释。我们分析了一个例子的情况下,该计划的性能。
2016-09-12 cond-mat.str-el quant-ph
Strongdeco: Expansion of analytical, strongly correlated quantum states into a many-body basis
我们提供了一个Mathematica代码,用于将由第一量子化的解析波函数描述的强关联量子态分解为多体Fock态。其中,单粒子占据是指没有节点的福克-达尔文函数的子集。这种状态,通常出现在二维系统受到规范场,首先讨论了量子霍尔物理的背景下,现在是非常相关的领域超冷量子气体。作为重要的例子,我们明确地将我们的分解方案的突出劳克林和Pfidian状态。这允许容易地计算任意状态与这些高度相关的测试状态之间的重叠,从而提供了一个有用的工具来分类相关的量子系统。此外,我们还可以从态的分解中直接读出它的角动量分布。最后,我们利用我们的代码来计算Laughlin著名的准粒子/准空穴激发的归一化因子,从中我们可以深入了解这些激发的有趣的分数行为。
2011-11-16 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el physics.comp-ph
The Low-Temperature Fate of the 0.7 Structure in a Point Contact: A Kondo-like Correlated State in an Open System
除了在2 e2/h的倍数处的通常电导平台之外,量子点接触通常在~ 0.7(2 e2/h)处显示出额外的平台,据信这是由电子-电子相互作用引起的,该相互作用禁止两个自旋通道同时被占据。我们提出的证据表明,在非常低的温度下的0.7结构的消失信号的形成近藤相关的自旋态。证据包括一个零偏压电导峰分裂在一个平行的字段,缩放的电导修改近藤形式,和峰宽和近藤温度之间的一致性。
2002-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Subspace representations in ab initio methods for strongly correlated systems
本文给出了一种适用于非正交投影函数的DFT+U和DFT+DMFT等强相关材料从头计算方法中子空间占有矩阵的广义定义。通过强制执行张量一致性的所有矩阵运算,我们导致了一个子空间投影算子的占用矩阵是张量和积累的贡献,这是本地的相关子空间在手。特别是对于DFT+U,由此产生的对势和离子力的贡献自动是厄米特的,而无需诉诸对称化,并且局部化到其相应的相关子空间。占有率、能量和离子力的张量不变性得以保留。我们说明了这种形式主义在DFT+U研究中使用自洽确定的投影仪的效果。
2011-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Exact Kohn-Sham eigenstates versus quasiparticles in simple models of strongly correlated electrons
我们给出了相关电子简单紧束缚模型的精确密度泛函和Kohn-Sham Hamilton的解析表达式。这些是安德森、哈伯德和无自旋费米子模型的单、双场点版本。交换势和关联势是完全非定域的。解析表达式允许比较精确的密度泛函理论的Kohn-Sham本征态与这些关联电子系统的多体准粒子态。精确的Kohn-Sham谱正确地描述了多体准粒子谱的许多非平凡特征,例如近藤峰的前体。然而,我们发现,一些准粒子谱丢失,因为电子和空穴激发的多体相空间是丰富的。
2012-01-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Energy spectrum of strongly correlated particles in quantum dots
研究了量子点中强关联电子的基态和激发光谱。通过精确对角化的哈密顿量的$N$粒子本征模的解析解。
2005-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Continuous-Time Quantum Monte Carlo and Maximum Entropy Approach to an Imaginary-Time Formulation of Strongly Correlated Steady-State Transport
最近,Han和Heary提出了一种通过介观结构的稳态量子输运方法,该方法将非平衡问题映射到一族受虚电压影响的辅助量子杂质系统上。我们采用连续时间量子Monte-Carlo求解器来计算辅助模型的精确虚时间数据。从最大熵分析的松原频率和复杂的电压延续的频谱函数。为了使解析延拓,我们构造了一个内核,这是兼容的分析结构的理论。虽然它仍然是一个艰巨的任务,提取可靠的谱函数从这个无偏的过程中,特别是对于大电压,我们的研究结果表明,该方法在原则上产生的结果与其他方法获得的结果一致。
2010-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Efficient computational screening of strongly correlated materials -- Multi-orbital phenomenology within the ghost Gutzwiller approximation
本文研究ghost Gutzwiller近似在多轨道晶格模型中的表现,验证其在较低计算成本下保持准确性,为强关联材料的高效计算筛选提供可行途径。
2023-07-07 cond-mat.str-el physics.comp-ph
Finite temperature quantum embedding theories for correlated systems
多电子问题的精确解的成本被认为是自由度的指数,需要控制和精确但数值上容易处理的近似。在本文中,我们表明,这些近似之一,自能嵌入理论(SEET),是来自一个通用的功能,因此隐式满足守恒定律和热力学的一致性。我们还展示了如何其他近似,如动力学平均场论(DMFT)和它的组合与多体微扰理论,可以理解为一个特殊的情况下SEET和讨论如何在SEET的额外的自由度可以用来获得系统收敛的结果。
2017-03-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.chem-ph
Autoencoder-based analytic continuation method for strongly correlated quantum systems
本文提出一种完全无监督的自编码器神经网络方法,通过编码器-解码器架构从虚时格林函数中重建实频谱函数,解决强关联量子系统中的解析延拓不适定问题,并在单带Hubbard模型的QMC数据上验证了其优于最大熵方法的分辨能力。
2023-11-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el physics.comp-ph
Statistics of charge transfer through impurities in strongly correlated 1D metals
我们回顾了最近在该领域的全计数统计(FCS)的电荷转移通过嵌入到强相关的一维金属系统,Tomonaga-Luttinger液体(TLLs)建模的杂质。我们集中在精确的解析解的累积量生成函数(CGF),这是最近才出现的,并应用这些方法,以获得FCS的非平凡的接触之间的两个交叉TLL。
2007-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Entanglement from density measurements: analytical density-functional for the entanglement of strongly correlated fermions
通过对线性熵的近似,我们导出了一维均匀哈伯德模型单点纠缠的解析密度泛函。我们表明,这个非常简单的密度泛函定量再现的确切结果。然后,我们使用这个功能作为输入的局部密度近似的单站点纠缠的非均匀系统。我们说明了这种方法的功率在谐波限制系统,它可以模拟最近的实验与超冷原子在光晶格以及在超晶格和杂质系统。令人印象深刻的定量协议与数值计算-其中包括再现粒子密度阶段的微妙签名-表明我们的密度泛函可以通过密度测量为实际实验提供纠缠计算。接下来我们用我们的泛函计算了无序系统中的纠缠。我们发现,在相反的期望,无序破坏的纠缠,存在的制度,纠缠仍然几乎不受无序杂质的存在。
2011-01-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
A calculation scheme for spectral densities of strongly correlated electron systems using exact diagonalization of dynamical mean field theory
提出了一种基于动力学平均场论(DMFT)精确对角化方法计算强关联电子系统谱密度函数的新方法。该方法是基于DMFT精确对角化方法得到的谱密度函数的解析延拓,其结果在形状上更合理。作为应用的一个例子,我们用这种方法研究了强关联电子系统中的Mott跃迁。
2016-10-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multiple scattering formalism for correlated systems: A KKR+DMFT approach
基于KKR多重散射理论,采用动力学平均场论(DMFT)描述多体效应,提出了一种关联系统的电荷和自能自洽计算方案.相应的局部多轨道和能量依赖的自能被包含到单点波函数的径向微分方程组中。的KKR格林函数是书面的多次散射路径运营商,后者正在评估使用的$t$ -矩阵,这反过来又是由波函数的单站点解决方案。这种方法的一个吸引人的特点是,它允许在同一个基础上考虑局部量子和无序波动。在相干势近似下,关联原子被置于由动力学平均场论自洽条件确定的组合有效介质中。给出了纯Fe、Ni和$_{x}$-Ni $_{1-x}$合金的相应计算结果。
2005-04-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Measurement protocol for detecting correlated topological insulators in synthetic quantum systems
Kavli Institute for Theoretical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学 Kavli理论科学研究所);Institute for Advanced Study, Tsinghua University(清华大学高等研究院)
针对合成量子系统中关联拓扑绝缘体难以用传统手段探测的问题,提出基于大子区域总电荷算符无序参数测量的统一协议,通过数值模拟和解析推导证实其对关联TI的非解析依赖特征,可在近期平台实现并直接实验确认关联TI。
2025-11-13 cond-mat.str-el quant-ph
Lindbladian dissipation of strongly-correlated quantum matter
我们提出Sachdev-Ye-Kitaev Lindbladian作为耗散多体量子混沌的一个范例可解模型。它描述了$N$强耦合的马约拉纳费米子与随机的所有对所有的相互作用,与幺正演化给出了一个四次哈密顿量和耦合到环境所描述的$M$二次跳跃算子,渲染完整的Lindbladian四次马约拉纳运营商。通过发展一个动力学平均场论的Liouvillian时间演化的Keldysh轮廓的分析进展是可能的。通过无序平均的相互作用,我们得到一个(确切的)有效的行动,两个集体领域(格林函数和自能)。在大- $N$,大- $M$极限下,我们得到了集体场所满足的鞍点方程,它决定了耗散演化的典型时间尺度,特别是决定系统弛豫到稳态的谱隙.我们数值求解鞍点方程,发现对于强耗散或中等耗散,系统以指数方式松弛,具有可以解析计算的谱间隙,而对于弱耗散,指数松弛存在振荡修正。在这封信中,我们说明了解析计算在强关联耗散量子物质中的可行性。
2022-06-29 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th