Spin and charge dynamics of doped one-dimensional Mott insulators
本文通过密度矩阵重整化群计算两种扩展一维Hubbard模型的谱函数及动力学自旋、电荷结构因子,提出以自旋权重动量依赖性和电荷激发上边缘权重积累作为判据,为掺杂一维莫特绝缘体选择合适的理论模型提供实验可检验的标准。
2024-09-05 cond-mat.str-el
Influence of multiplet structure on photoemission spectra of spin-orbit driven Mott insulators: application to $\bf{Sr_2IrO_4}$
大多数自旋轨道驱动的莫特绝缘体的低能有效描述都把自旋轨道耦合(SOC)看作是电子-电子相互作用的二级微扰。然而,当SOC是可比的各向异性Hund的耦合,如在Ir,这种形式上的弱SOC方法的有效性是不是先验已知的。根据SOC和各向异性Hund耦合的相对强度,在弱和强SOC极限中,分别采用\textit{viz.}、\textit{LS}和\textit{jj}耦合方案对多重态结构进行不同的描述。我们研究了这两种耦合方案对低能有效$t-J$模型的影响,并利用自洽玻恩近似计算了角分辨光电发射谱.特别地,我们获得了准二维正方晶格铱酸盐${\rm Sr_2IrO_4}$在弱和强SOC极限下的ARPES谱。在极限情况下的差异是理解的组成和多重态结构的相对能量分裂。结果表明,LS耦合方案与实验结果符合较好,从而为LS耦合方案的有效性提供了间接证据。我们还讨论了具有强SOC的其他金属离子的影响。
2018-08-01 cond-mat.str-el
ARPES Study of the Metal-Insulator Transition in Bismuth Cobaltates
利用角分辨光电子能谱(ARPES)研究了Mott-Hubbard型钴酸铋体系的金属-绝缘体相变。通过改变Pb取代量,以及通过掺杂Sr或Ba阳离子,获得绝缘至金属性质的范围。我们观察到的相干和非相干部分的光谱权重的系统变化,伴随着能量的非相干部分的移位。能带色散也表明,随着电导率的增加,在费米能级处出现了弱色散态。这些变化对应于随温度变化的电阻率行为的变化。我们解决的相干-非相干部分的性质有关的峰-谷-驼峰功能中看到的铜酸盐超导体。
2006-10-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Accurate theoretical fits to laser ARPES EDCs in the normal phase of cuprate superconductors
Anderson最近提出了高温超导体中T_c以上奇异金属态的理论。[arXiv:cond-mat/0512471]它是基于这样的想法,即不寻常的输运性质和谱函数是由强Mott-Hubbard相互作用引起的,并且可以通过使用Gutzwiller投影的形式装置来计算。在参考文献1中,安德森只计算了隧道谱和红外电导率的幂律指数。他计算了角分辨光电子能谱(ARPES)中的能量分布曲线(EDCs),但当这些曲线与当时最好的ARPES测量结果完全不同时,他感到沮丧,并且没有包括它们。在这封信中,我们将这个模型计算的光谱函数与Dessau小组的新激光ARPES数据进行了比较,发现这些数据以前所未有的精度捕捉到了实验EDCs的形状,并且原则上只有一个自由参数。
2007-07-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Systematic tight-binding analysis of ARPES spectra of transition-metal oxides
我们进行了系统的紧束缚(TB)分析的角度分辨光电子能谱(ARPES)光谱的过渡金属(TM)氧化物A $M$ O $_3$($M=$ Ti,V,Mn,和Fe)的钙钛矿型结构,并比较所获得的参数与从组态相互作用(CI)团簇模型分析的光电子能谱。从ARPES的$ε_d-ε_p$的值被发现是类似于从O $2p$轨道到空TM 3d轨道的电荷转移能量$Δ$和远大于$Δ-U/2$($U$:现场库仑能量)预期的Mott-Hubbard型化合物,包括SrVO $_3$。从{ \it ab initio}能带结构计算得到的$ε_d-ε_p$值显示出与ARPES相似的行为。的值的$p-d$转移积分来描述的全球电子结构被发现是相似的,在所有的估计,而额外的缩小超出TB的描述发生在ARPES谱的$d$频带。
2008-10-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Emergent Novel Metallic State in a Disordered 2D Mott Insulator
对于非相互作用的电子,增加的无序将金属驱动成无间隙的局部安德森绝缘体。虽然在三维中,过渡必须跨越无序的阈值,但在二维和更低的维度中,最小量的无序使金属不稳定。相互作用系统中金属-绝缘体转变的性质仍然没有得到解决。在这里,我们探讨的影响,在强关联莫特绝缘体不改变载流子浓度的无序。角分辨光电子能谱(ARPES)测量铜插层单晶的层状二硫属化物1 T-TaS 2揭示了新的离域状态的存在下,在莫特间隙。这是第一个实验实现了一种新的无序诱导金属,理论上预测存在于莫特绝缘体和安德森绝缘体之间。
2014-05-22 cond-mat.str-el
Spectroscopic signatures of a bandwidth-controlled Mott transition at the surface of 1T-TaSe$_2$
高分辨角分辨光电子能谱(ARPES)数据表明,准二维化合物TaSe $_2$的表面发生了金属-绝缘体Mott转变.的转变是由Ta的$5d$带的原子位置的温度依赖性调制引起的变窄。半满哈伯德模型的谱函数的动力学平均场论计算捕获的数据的主要定性特征,即从观察到的准粒子峰在费米表面的哈伯德带的谱权重的快速转移,作为相关间隙打开。
2003-03-12 cond-mat.str-el
Spin Texture in Doped Mott Insulators with Spin-Orbit Coupling
注入莫特绝缘体的空穴将获得最近通过精确数值确定的内部结构,其特征在于非平凡的量子数,其性质在理解莫特物理学中具有核心重要性。在这项工作中,我们表明,与这样的内部自由度的自旋纹理可以明确体现后,自旋简并被提升的\emph{weak} Rashba自旋轨道耦合(SOC)。它是由一个紧急的角动量$J_{z}=\pm3/2$所示的精确对角化(ED)和变分蒙特卡罗(VMC)计算,这是在一个有限的大小彼此很好的协议。特别是,作为内部结构,这种自旋织构通常存在于空穴复合物中,即使在高激发能量下,使得在布里渊区内部延伸的动量空间中的相应织构可以通过自旋偏振角分辨光电子能谱(ARPES)直接探测。这与在SOC下的朗道准粒子相反,在朗道准粒子中,一旦激发能量大于弱SOC耦合强度,远离费米能,由SOC诱导的自旋织构将不被保护。我们指出,自旋织构由于SOC应单调增强1减少自旋自旋相关长度在超导/赝能隙相在有限掺杂。本文将简要讨论最近的自旋极化ARPES实验。
2022-02-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Emergence of Spinon Fermi Arcs in the Weyl-Mott Metal-Insulator Transition
本文提出一个最小微观模型,证明Weyl-Mott绝缘体表面存在自旋子费米弧,并揭示有限温度下无准粒子的中间Weyl半金属相及表面Mott能隙被抑制的机制,为烧绿石铱氧化物中的坏半金属行为提供理论解释。
2023-07-19 cond-mat.str-el
Weyl Mott Insulator
相对论Weyl费米子(WF)经常出现在三维磁性材料的能带结构中,并充当Berry曲率的源或汇,即,(反)反。人们一直认为,由于它们的拓扑指数,WFs是稳定的,除非两个相反手征的外尔费米子成对湮灭。在这里,我们从理论上证明了一个模型,包括电子-电子相互作用,莫特间隙打开每个WF不违反拓扑稳定性,导致一个拓扑莫特绝缘体被称为{ \it Weyl莫特绝缘体}(π)。该晶体具有几个新的特征,如(i)角分辨光电子能谱(ARPES)中的能隙和光学电导,(ii)非零霍尔电导,(iii)表面上的费米弧,其穿透深度随着接近外尔点的动量而发散。通过区分传统的莫特绝缘体的实验检测与烧绿石铱酸盐可能的相关性进行了讨论。
2016-01-29 cond-mat.str-el
Nature of the current-induced insulator-to-metal transition in Ca$_2$RuO$_4$ as revealed by transport-ARPES
本文利用输运-ARPES结合DMFT计算,揭示了Ca$_2$RuO$_4$电流诱导绝缘体-金属转变中Mott能隙减小和沿$b$轴Ru能带色散改变,证明电流诱导相在电子结构上不同于高温金属相。
2024-07-06 cond-mat.str-el
Theory of Angle Resolved Photoemission Spectroscopy of Altermagnetic Mott Insulators
Technical University of Munich(慕尼黑工业大学);Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)(慕尼黑量子科学与技术中心);Indian Institute of Science, Bangalore(印度科学学院班加罗尔分校)
本文提出交替磁性莫特绝缘体ARPES响应理论,揭示低能下磁极子形成机制,通过张量网络模拟验证重规带宽,并分析磁极子的自旋依赖谱权重。
2026-05-11 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
ARPES sensitivity to short-range antiferromagnetic correlations
角分辨光电子能谱(ARPES)是研究层状材料电子性质的最有力的技术之一,在过去的几十年里,它在理解铜酸盐、磷属元素化物和其他当前感兴趣的材料的能带结构方面取得了重大进展。另一方面,它的应用Mott-Hubbard绝缘材料的费米面是不存在的已经受到了更多的限制。在这里,我们表明,在这些后者的材料中,电子自旋本地化,ARPES可以提供重要的信息自旋相关性,这可以是互补的中子散射实验得出的。Sr $_2$ Cu $_{1-x}$ Zn $_x$ O $_2$ Cl $_2$,正方形晶格上的稀释自旋$S=1/2$反铁磁体(AF)的原型,被选为测试案例,并建立了来自ARPES的AF区边界之外的光谱权重的幅度与从$^{35}$ Cl NMR估计的自旋相关长度$ξ$之间的直接对应关系。研究发现,即使对于几个晶格常数的相关长度,后弯带中也存在显着的光谱权重,这显着取决于$ξ$。此外,发现该光谱权重的温度依赖性与$x$依赖的自旋刚度成比例。这些结果证明了ARPES技术对短程关联非常敏感,并讨论了它在理解铜氧化物电子关联中的意义。
2015-06-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Theory of High \tc Ferromagnetism in $SrB_6$ family: A case of Doped Spin-1 Mott insulator in a Valence Bond Solid Phase
掺杂的二价六硼化物如$Sr_{1-x}La_xB_6$表现出高的\tc铁磁性。我们隔离了一对退化的$2p$ -轨道的硼与两个价电子,调用电子相关和Hund耦合,建议未掺杂的状态是更好地被视为自旋1莫特绝缘体,它被预测为一种类型的三维Haldom间隙相位与自旋间隙$\sim 0.1 eV$,远小于在ARPES中看到的电荷间隙$ > 1.0 eV$。实验上看到的高\tc“铁磁性”被认为是一个复杂的磁秩序伪装-无论是一个倾斜的6-亚晶格原子力显微镜($\approx 120^0$)秩序或其量子熔化版本,手性自旋液体状态,从一种类型的双交换机制。
2001-08-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Surface state bi-polarons formation on a triangular lattice in the sp-type alkali/Si(111) Mott insulator
我们报道了新的LEED,STM和ARPES研究碱/Si(111)先前建立了一个莫特绝缘基态在表面。在270 K以下观察到的强温度依赖性的表面能带的Franck-Condon增宽以及新的$\sqrt{3}\times\sqrt{3}\to2(\sqrt{3}\times\sqrt{3})$电荷和晶格有序证明了在强e-ph耦合极限($g\approx8$)中的表面电荷密度波(SCDW)。绝热比$\hbarω_0/t\approx0.8$和有效配对能$V_{eff}=U-2g\hbarω_0\approx-800$ $meV$与Holstein-哈伯德模型中预期的由交替的双占据/未占据悬挂键组成的双极化绝缘相的可能形成一致。
2009-07-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Differentiating Hund from Mott physics in a three-band Hubbard-Hund model: Temperature dependence of spectral, transport, and thermodynamic properties
我们研究了Mott物理,库仑排斥U驱动,和Hund物理,Hund的耦合J驱动,Hund金属的极小模型,轨道对称的三带Hubbard-Hund模型(3 HHM)的晶格填充1/3之间的相互作用。Hund相关金属的特征在于自旋轨道分离(SOS),这是一种Hund规则诱导的两阶段Kondo型屏蔽过程,其中自旋屏蔽发生在比轨道屏蔽低得多的能量尺度上。相比之下,在莫特相关的金属,躺在金属-绝缘体过渡的相边界附近,SOS窗口变得可以忽略不计的小和哈伯德带很好地分离。利用动力学平均场论和数值重整化群作为实频杂质解算器,我们在各种物理量的温度依赖性中识别出许多区分Hundness和Mottness的指纹。这些包括ARPES型光谱,局部自能,静态局部轨道和自旋磁化率,电阻率,热电势,晶格和杂质熵。我们详细描述的行为,这些量的范围内的一个简单的模型哈密顿量将有助于区分Hundness从Mottness在实验和理论研究的真实材料。
2021-09-08 cond-mat.str-el
Emergence of Quasiparticles in a Doped Mott Insulator
莫特绝缘体如何在掺杂后发展成为弱耦合金属是理解各种新兴相关现象的核心问题。为了分析这种演化及其与高$T_c$铜氧化物的联系,我们用超团簇微扰理论研究了掺杂哈伯德模型的单粒子谱。从极低的掺杂开始,我们确定了一个严重的重整化准粒子色散,立即发展整个费米能级,并在较高的结合能削弱极化子边带。准粒子光谱权重大致以低掺杂制度中的掺杂速率的两倍增长,但在最佳掺杂下该速率减半。在重掺杂制度,我们发现强的电子-空穴不对称性和持久存在的莫特光谱特征。最后,我们讨论了单带哈伯德模型描述角分辨光电子能谱(ARPES)测量的单层铜氧化物La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$($0 \le x \le 0.15$)的节谱的演变的适用性。这项工作基准的预测能力的哈伯德模型的高$T_c$铜酸盐的电子性质。
2020-11-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strong energy-momentum dispersion of phonon-dressed carriers in the lightly doped band insulator SrTiO$_3$
利用角分辨光电子能谱(ARPES)研究掺杂绝缘体中的电子-声子(el-ph)耦合效应取得了很大进展,为低掺杂铜氧化物中el-ph相互作用的主导作用提供了证据。由于这些研究仅限于掺杂的莫特绝缘体,因此出现了一个重要的问题,即如何将其与掺杂的带状绝缘体进行比较,其中类似的el-ph耦合应该在起作用。典型的情况是钙钛矿SrTiO $_3$(STO),众所周知其在低温下的巨大介电常数为10000,超过La $_2$ CuO $_4$ 500倍。基于这一事实,有人认为掺杂的STO应该是典型的双极化子超导体。在这里,我们报告了轻掺杂SrTiO $_3$的高质量表面的ARPES研究。与轻掺杂的莫特绝缘体相比,我们发现只有适度的电子-声子耦合的特征:与具有$λ'\sim0.3$的低频光学声子相关的色散异常和整体带宽重整化,表明整体$λ'\sim0.7$来自高频声子。此外,我们没有发现明显的签名的大赝隙或小极化子现象。这些研究结果表明,一个大的介电常数本身是不是一个很好的指示el-ph耦合和突出的掺杂莫特绝缘体的el-ph耦合的异常强烈的影响。
2010-02-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Composite Structure of Single-Particle Spectral Function in Lightly-Doped Mott Insulators
本文基于$t$-$J$模型的双空穴变分波函数,研究了轻掺杂Mott绝缘体的单粒子谱函数,揭示了由$d$波Cooper配对与$s$波扭曲空穴配对双重性导致的低能准粒子激发与高能配对破缺两支结构,其特征与STS和ARPES观测一致。
2024-08-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Intrinsic translational symmetry breaking in a doped Mott insulator
莫特物理学的一个中心问题是电荷激发,在自旋背景下对称性完全保留。在具有自旋能隙的两条腿的自旋梯中,注入空穴可以通过“量子临界点”(QCP)调节梯的各向异性而呈现布洛赫波或密度波。这种QCP的性质是最近密度矩阵重整化群(DMRG)研究的一个课题。在本文中,我们重新检查的基态的一个掺杂孔,并表明,一个双组分结构是目前在密度波区相比,在布洛赫波区的单组分。在前者中,密度波本身仍然是由有限尺寸系统中的准粒子谱权$Z$表征的类驻波分量贡献的。但是有一个额外的电荷非相干分量出现,这本质上打破了与密度波相关的平移对称性。部分动量被中性自旋激发带走。这种不相干的部分不表现在单粒子光谱函数,直接探测的角度分辨光电子能谱(ARPES)测量,但它是证明在动量分布函数。朗道关于费米液体的一一对应假设在这里被打破了。这种密度波态作为掺杂莫特物理的内在表现的微观起源也将被讨论。
2018-07-24 cond-mat.str-el
Spectroscopic evidence for possible quantum spin liquid behavior in a two-dimensional Mott insulator
该研究通过ARPES测量发现单层1T-TaS₂低温下存在平带与200 meV能隙,证实其二维莫特绝缘特性,结合磁性/非磁性掺杂实验及理论模型,为二维三角晶格强关联电子的量子自旋液体态提供光谱学证据。
2025-04-16 cond-mat.str-el
Clusterization transition between cluster Mott insulators on a breathing Kagomé lattice
受最近对各种团簇莫特绝缘体的实验进展的启发,我们研究了具有单电子轨道和$1/6$电子填充的呼吸Kagomé晶格上的扩展哈伯德模型.两种不同类型的集群本地化被发现在集群莫特制度由于相邻站点之间的电子排斥的存在下,而不是从现场的哈伯德相互作用在传统的莫特绝缘体。我们引入了一个统一的部分子结构框架来容纳两种类型的集团莫特绝缘相以及一个平凡的Ferm液态金属,并讨论了相图中的相变。结果表明,在一个集群本地化阶段,强大的网站间排斥的结果到本地金属行为内的两个三角形集群呼吸Kagomé晶格。我们进一步评论现有的钼为基础的集群磁铁的实验相关性。
2020-11-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Real-space titration and manipulation of particle-like correlated electrons in doped Mott insulator
本研究通过空穴掺杂在1T-TaS₂中实现并可视化类粒子关联电子,结合ARPES、STS与理论计算揭示其电势依赖结构及复杂关联相互作用,还通过能量激发机制实现试探性操控,为原子尺度量子态调控提供平台。
2025-07-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Silicene and Germanene as prospective playgrounds for Room Temperature Superconductivity
结合理论和某些显著的唯象,我们认为硅烯和锗烯是\textit{elemental Mott insulators},是掺杂诱导的高Tc超导体。在我们的理论中,与石墨烯相比,硅烯$π- π^*$带宽减少3倍,并且短程库仑相互作用使得Mott定位成为可能。最近的实验结果被调用来支持我们的莫特绝缘体模型:i)在ARPES中观察到的ZrBPDMATHABMP上的硅烯中显著的$π$带变窄,ii)在Ag上的硅烯中出现低于35 K的超导能隙,具有大的$\frac{2Δ}{k_BTc}\sim$ 20,iii)在Na吸附剂掺杂电子时,在M点处出现电子样口袋,iv)在室温下由硅烯晶体管表现出的某些相干量子振荡样特征,以及v)不存在高达7特斯拉的朗道能级分裂,以及vi)在石墨烯中不常见但在硅烯中普遍存在的超结构。尝试使用莫特绝缘体理论综合上述结果,有和没有掺杂。我们推测,如果竞争订单的照顾和实现最佳掺杂,在硅烯和锗烯的超导性可以达到室温尺度,我们的模型参数,t和J $\sim$ 1 eV的估计,是令人难以置信的高,相比,铜酸盐。
2016-09-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Thermoelectric Power and Hall Effect in Correlated Metals and Doped Mott-Hubbard Insulators: DMFT approximation
本文用 DMFT 研究 Hubbard 模型中关联金属与空穴掺杂 Mott 绝缘体的热电势和霍尔效应,揭示符号改变、温度反常及电子-空穴不对称机制,并结合 ARPES 与 DFT 估算载流子数目及输运系数。
2023-06-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Low-energy behavior of spin-liquid electron spectral functions
我们计算了具有自旋费米表面的自旋液体和狄拉克自旋液体的电子谱函数。计算是基于从转子平均场论。我们考虑了规范涨落的影响,使用一个简单的模型,并发现行为没有强烈的修改。与传统的莫特绝缘体或能带理论预测不同的结果表明,测量光谱函数,例如通过ARPES可以帮助自旋液体的实验验证和表征。
2012-12-22 cond-mat.str-el
Chiral Pseudogap Metal Emerging from a Disordered van der Waals Mott Insulator 1T-TaS2-xSex
本文利用 ARPES 研究 1T-TaS2-xSex,发现 Se 取代在保持 CDW 序的同时诱导出具有手性谱不对称性的赝能隙金属相,并将其归因于无序 Mott 绝缘体。
2025-03-15 cond-mat.str-el
Anomalous superconductivity and its competition with antiferromagnetism in doped Mott insulators
接近莫特绝缘相可能是一个重要的物理成分的理论,旨在描述高温超导铜氧化物。量子团簇方法非常适合描述Mott相。因此,作为铜氧化物反铁磁性(AFM)和d波超导性(SC)之间竞争的定量理论的一步,我们利用元胞动力学平均场论计算了二维正方晶格哈伯德模型的零温性质. d-波序参量被发现像现场相互作用U的超交换耦合J的规模相当于或大于带宽。的序参量也假设一个圆顶形状作为掺杂的函数,而相比之下,在单粒子的状态密度的间隙单调减少,随着掺杂的增加。在有限的第二近邻跳跃t '的存在下,零温相图显示了在铜氧化物中实验观察到的反铁磁性和超导性之间的电子-空穴不对称竞争。添加实际的第三近邻跳跃t“改进了与实验相图的总体一致性。由于能带参数可以根据所考虑的特定铜酸盐而变化,理论相图对能带参数的敏感性挑战了通常持有的假设,即铜酸盐的掺杂与T_{c} / T_{c} ^{max}相图是通用的。计算的ARPES谱显示了观察到的电子-空穴不对称性。我们的计算重现的重要功能的d-波超导的铜酸盐,否则将被视为异常的角度来看,标准的BCS方法。
2007-12-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Correlated Fragile Topology: a Parton Approach
脆性拓扑绝缘体(FTI)可以被看作是一种几乎原子绝缘体,尽管其下的格点希尔伯特空间只包含带正电的状态,但在某些实空间点处具有涌现的负电荷。自由费米子系统中的脆性拓扑已经用现代拓扑带理论进行了卓有成效的研究。然而,即使对于强关联系统,这个概念也被很好地定义,并且在自由费米子带理论中无法实现的脆弱状态大量存在。在这项工作中,我们提出了一个相当普遍的部分子建设,这样的相关功能的FTI。在我们的部分子结构中,相关的规范对称性是完全的希格斯态,只产生短程纠缠态。FTI中的有效负电荷自然地作为带负电荷的部分子的残余物出现。对于具有$SU(2)$自旋-旋转对称性的自旋电子,脆性相可以看作是电荷- $2$、自旋单态玻色子库珀对的FTI。我们讨论了几个例子的相关FTI的无自旋和自旋费米子,包括一些“无特征的莫特绝缘体“的蜂窝晶格上先前讨论过的文献。
2020-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Occurrence of superconductivity when the metal-insulator transition is inhibited in $1T$-TaS${_2}$
当Mott金属-绝缘体转变被层状二硫属化物1 T-TaS $_2$中的少量无序抑制时,在T=2.1 K以下出现非均匀超导态,并与几乎相称的电荷密度波共存。通过角分辨光电子能谱学(ARPES),我们发现它是从一个带有强阻尼准粒子的坏金属态产生的。超导电性几乎完全被0.1 T的外部磁场抑制。
2010-04-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Semiconductor of spinons: from Ising band insulator to orthogonal band insulator
在离子哈伯德模型中,电子关联将带绝缘体的单粒子带隙转变为强关联极限下的莫特带隙。然而,理解这两个极端绝缘阶段之间可能的阶段的性质仍然是一个突出的挑战。我们发现两个强相关的绝缘阶段之间的上述极端:(i)绝缘阶段之前的莫特阶段可以被看作是通过交错的离子势的非费米液体状态的自旋。底层自旋子的准粒子与物理电子正交,因此它们不耦合到光电发射探针,从而产生“ARPES-暗”状态,由于该状态,ARPES带隙将大于光学带隙和热带隙。(ii)正常带状绝缘体之后的相关绝缘相对应于从属伊辛自旋(伊辛绝缘体)的有序相,其中电荷配置由底层伊辛变量控制,该变量间接耦合到外部磁场,因此在半导体性质中产生额外的温度和场依赖性。在不存在Hubbard $U$的可调谐性的情况下,可以方便地采用这种温度和场依赖性来实现对基于伊辛的半导体的输运性质的进一步控制。稀土单硫族化合物半导体的磁阻非常大,可以作为伊辛变量有序相的候选系统,其中电荷玻色子对在背景中凝聚。结合我们以前的动力学平均场论研究目前的结果,我们认为,目前的图片持有,如果离子势是足够强大的生存向下重整化的离子势所造成的哈伯德$U$。
2016-07-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.chem-ph
Emergent orbitals in the cluster Mott insulator on a breathing Kagome lattice
基于团簇Mott绝缘材料LiZn $_2$ Mo $_3$ O $_8$的最新进展,我们考虑了呼吸Kagome晶格上扩展哈伯德模型的强元胞电荷有序区,揭示了团簇Mottness的性质.格点电荷序是由格点间电荷相互作用和六边形格点上三个局域电子的集体运动引起的。该模型自然导致局部矩减少2/3,如在LiZn $_2$ Mo $_3$ O $_8$中所观察到的。此外,在低温下,每个六边形元格除了剩余的1/2自旋外,还包含额外的类轨道自由度。我们探讨的后果,这紧急轨道自由度。我们指出,局域矩之间的相互作用是自然描述的Kugel-Khomskii自旋轨道模型。我们发展了一个部分子方法,并提出了一个自旋液体基态与自旋费米表面的模型。我们进一步预测了当系统处于强磁场下时,系统会出现一个新的轨道序。讨论了LiZn $_2$ Mo $_3$ O $_8$的各种实验结果,包括一个论点,即如果每个Mo的电荷稍微偏离化学计量,则电荷排序会很短。
2017-09-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Na2IrO3 as a spin-orbit-assisted antiferromagnetic insulator with a 340 meV gap
本文采用ARPES、光学和局域密度近似(LDA)下的能带结构计算方法对Na 2 IrO 3进行了研究。Ir 5d-t2 g流形的弱色散突出了结构扭曲和自旋轨道耦合(SO)在驱动系统更接近莫特转变中的重要性。我们探测到一个绝缘能隙Δ_gap = 340 meV,它在300 K时已经打开,即使在T_N ~ 15 K时也没有明显的温度依赖性,这与Slater型描述不同。包含SO和库仑排斥U的LDA分析表明,虽然在LDA+SO中已经发现了潜在的绝缘态,但正确的能隙大小只能由LDA+SO+U再现,其中U = 3 eV。这确立了Na 2 IrO 3作为一种新型的莫特相关绝缘体,其中库仑效应和相对论效应必须平等对待。
2012-11-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Mixed valence Mott insulator and composite excitation in twisted bilayer graphene
本工作利用拓扑重费米子模型的parton平均场理论,研究了TBG在整数填充下的非常规Mott态,发现其$f$轨道呈现混合价态并伴随复合激发,揭示了超越传统Kondo图像的新物理。
2025-06-30 cond-mat.str-el
The Electron Spectral Function in Two-Dimensional Fractionalized Phases
本文研究了二维零温自旋电荷分离相的电子谱函数。在这些阶段,电子不是系统的基本激发,而是“衰变”为自旋为1/2的不带电费米子(自旋子)和不带电的e玻色子(电荷子)。自旋子的低能有效理论(d波配对加上可能的Néel顺序),和特征(凝聚或量子无序玻色子),我们探讨了可能与铜酸盐超导体相关的三个阶段:1)AF*,一种分馏反铁磁体,其中自旋子配对成具有长程Néel序的状态,并且charm是1/2填充和(Mott)绝缘的,2)节点液体,一种分裂绝缘体,其中自旋子是d-波配对的,而电荷是未凝聚的,以及3)d-波超导体,其中电荷是凝聚的,而自旋子保持d-波带隙。在这种分相的$Z_2$规范理论范围内工作,我们的结果在视子能隙以下的尺度上是有效的。然而,在唯象的水平上,我们的结果应该适用于任何自旋-电荷分离的系统,其中的激发具有这些低能量的有效形式。在未掺杂的,赝能隙,和超导区的ARPES数据进行了比较。
2001-01-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A Microscopic Model for D-Wave Pairing in the Cuprates: What Happens when Electrons Somersault?
本文提出了一个二维正方晶格上强排斥电子气的微观模型。我们认为,最近邻库仑排斥稳定的状态,电子在其内部的自旋空间(自旋通量)进行“空翻”。当这种自旋1/2反铁磁(AFM)绝缘体被掺杂时,载流子在莫特-哈伯德电荷转移间隙深处形成移动的、带电的玻色子涡旋孤立子,并伴有未占据的状态。这个模型提供了一个统一的微观基础(i)非费米液体传输特性,(ii)中红外光学吸收,(iii)破坏AFM长程序与掺杂,(iv)角分辨光谱(ARPES),和(v)d-波预制带电载流子对。我们利用组态相互作用(CI)方法研究了这种对的量子平移和转动性质。CI方法系统地描述了对Hartree-Fock近似的涨落和量子隧穿修正,并重新获得了一维哈伯德模型的(Bethe anomaly)精确解的基本特征.对于一个单一的孔在二维AFM平面,我们发现一个前体的自旋-电荷分离。CI基态由束缚的涡旋-反涡旋对组成,一个涡旋携带电荷,另一个涡旋携带掺杂空穴的自旋。
2000-10-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fermi surface symmetric mass generation: a quantum Monte-Carlo study
该研究通过量子蒙特卡洛模拟发现双层费米子模型在强相互作用下经历从激子绝缘体到费米面SMG相的量子相变,其谱特征与La3Ni2O7的ARPES实验相符。
2023-11-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Single-hole spectra of Kitaev spin liquids: from dynamical Nagaoka ferromagnetism to spin-hole fractionalization
本研究利用张量网络方法模拟单空穴掺杂Kitaev自旋液体基态的时间演化,揭示了铁磁耦合下动力学Nagaoka铁磁体的形成,以及反铁磁耦合下由holon和spinon平均场ansatz描述的分数化行为,证明空穴谱函数能提供丰富的自旋液体结构信息。
2024-03-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el