Relativistic Mott criticality in graphene
我们建立了蜂窝晶格上半金属-绝缘体跃迁的有效Gross-Neveu-Yukawa理论,并计算了它在三维附近的量子临界行为。我们发现,在临界点狄拉克费米子不生存的相干激发和弱库仑相互作用的$\sim 1/r$尾巴是一个无关的耦合。临界附近的洛伦兹不变性意味着金属相和旋转对称破缺的绝缘相的低温比热的普适比。
2009-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Quantum criticality and the metal-insulator transition in 2D: a critical test
利用最近在重费米子物理学中获得的与量子相变相关的热力学奇异结构的见解,我们在这里提出了一个实验策略,以确定在无序的二维气体中的零温度转变是否是一个真正的量子相变。我们推导出一套超完备的标度律的密度和温度依赖的化学势和有效质量,这是在原则上可通过实验验证。
2004-08-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Boundary criticality in two-dimensional interacting topological insulators
Tulane University(杜兰大学);Tsinghua University(清华大学)
研究二维相互作用拓扑绝缘体的边界临界性,通过确定量子蒙特卡洛方法揭示Kane-Mele-Hubbard-Rashba模型中量子相变的边界相图,发现拓扑边缘态丰富了普通相变并导致Berezinskii-Kosterlitz-Thouless型特殊相变。
2026-04-29 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Criticality in the 2+1-dimensional compact Higgs model and fractionalized insulators
我们使用一种新的方法计算2+1维紧致Higgs模型在q=2的伴随表象中作用量的三阶矩M3,从而在不引入超标度的情况下提取关联长度和比热指数nu和alpha. M_3的有限尺寸标度分析分别得到(1+alpha)/nu和1/nu。我们发现α和nu沿理论的临界线变化,但表现出显著的Z_2临界弹性。我们提出这个新的普适类是量子相变从一个Mott-Hubbard绝缘体的电荷分馏绝缘体在两个空间维度。
2002-09-17 cond-mat.str-el hep-lat
Quantum criticality, particle-hole symmetry, and duality of the plateau-insulator transition in the quantum Hall regime
我们报告新的实验数据的平台绝缘体过渡的量子霍尔制度,采取低迁移率InGaAs/InP异质结构。通过采用量子输运问题的基本对称性,我们能够解开的普遍量子临界方面的磁阻数据(临界指数和标度函数)和样品依赖方面,由于宏观不均匀性。我们的新的结果和方法表明,先前建立的临界指数(Kappa = 0.42)的实验值,从混合物的普遍和样品依赖的行为。一个新的,非费米液体的价值被发现(kappa = 0.57),以及领先的修正缩放。证明了在Chern Simons通量附着变换下的自对偶性。
2002-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Probing metal-insulator criticality with cavity photons
Universität Würzburg(维尔茨堡大学);Universidade Federal do Rio de Janeiro(里约热内卢联邦大学)
通过量子蒙特卡洛方法研究蜂巢晶格Hubbard模型与单模腔耦合的光-物质系统,发现光子谱函数耦合电子光导率,光子经历莫特相变且可作为无接触探针。
2026-09-29 cond-mat.str-el quant-ph
Nambu-Eliashberg theory for multi-scale quantum criticality : Application to ferromagnetic quantum criticality in the surface of three dimensional topological insulators
我们发展了一个多尺度量子临界的Eliashberg理论,考虑了三维拓扑绝缘体表面的铁磁量子临界。虽然基于随机相位近似的分析已经被用于多尺度量子临界性,但是扩展到Eliashberg框架被认为是非常重要的,因为超出随机相位近似的自能校正,其源自于与$z = 3$纵向波动的散射,改变了横向模式中的动力学指数$z = 2$,这在量子临界性中得到了明确的证明。本研究的一个新成分是引入一个与自旋翻转通道相关的反常自能。这种反常的自能对于Eliashberg框架在多尺度量子临界点的自洽性是必不可少的,因为这种非对角自能恰好在低能极限下抵消了正常自能,保留了$z = 3$纵向和$z = 2$横向模式的动力学。这种多尺度量子临界性与微扰分析中的量子临界点一致,其中费米子泡图中的顶点校正取消了由于自能校正而产生的奇异贡献,保持了$z = 2$横模。我们还认为,这种非对角自能在能量-动量空间中除了Berry曲率之外还产生了一个人工电场。我们讨论了这种反常自能在反常霍尔电导中的作用。
2011-01-24 cond-mat.str-el
Boundary and defect criticality in topological insulators and superconductors
本文研究拓扑绝缘体和超导体中由边界费米子与体态玻色子相互作用产生的边界临界性,揭示边界 Gross-Neveu-Yukawa 临界点和特殊 BKT 相变等新普适类,并给出相图、临界指数及实验实现讨论。
2025-07-21 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Entanglement entropy across the superfluid-insulator transition : a signature of bosonic criticality
研究了格点上强关联玻色子的玻色-哈伯德模型的纠缠熵和纠缠谱。使用受控近似-从玻色子方法-使我们能够以最小的成本研究模型的所有状态(最重要的是,跨越其超流/莫特绝缘体过渡)的纠缠。我们发现,面积律缩放的纠缠-验证在所有阶段-表现出尖锐的奇异性的过渡。当过渡在固定的整数填充处交叉时,奇异性大大增强,这是由于包含额外的无间隙模式的更丰富的纠缠谱,该模式从全局激发谱的振幅(希格斯)模式下降-而该模式在具有可变填充的通用(无间隙-不相称)过渡处保持间隙。因此,纠缠特性包含了玻色-哈伯德模型所表现出的两种不同形式的玻色子临界性的独特特征。
2016-05-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Weakly Interacting Topological Insulators: Quantum Criticality and Renormalization Group Approach
对于D维弱相互作用拓扑绝缘体在某些对称类中,拓扑不变量可以从D维或(D+1)维积分计算出,该积分是用单粒子格林函数表示的。基于曲率函数在拓扑相变处的发散性,我们证明了重整化群方法是如何绕过这些积分,并将必要的计算减少到仅对格林函数的计算,从而为在大参数空间中识别拓扑相变提供了一个数值有效的工具.该方法进一步揭示了一些统计方面的量子临界性在弱相互作用拓扑绝缘体,包括关联函数,临界指数,和标度律,可用于表征的拓扑相变驱动的相互作用或非相互作用参数。我们使用一维BDI类和二维A类Dirac模型,考虑电子-电子和电子-声子相互作用,证明了这些原理,并发现相互作用可以改变拓扑绝缘体的临界指数.
2018-01-02 cond-mat.str-el
Fractionalized fermionic quantum criticality in spin-orbital Mott insulators
我们研究了具有自旋和轨道自由度的莫特绝缘体的二维模型中拓扑相之间的跃迁。该模型在(2+1)维的分数化Gross-Neveu $^\ast$普适类中实现了费米量子临界点。它们的特点是由相同的一组临界指数作为他们的普通Gross-Neveu同行,但具有不同的能量谱,反映了非平凡的拓扑结构的相邻阶段。我们在正方形晶格模型中,精确映射到$t$ - $V$模型的无自旋费米子,使我们能够利用大规模的数值结果,以及在蜂窝晶格模型中,我们采用$ε$ -扩展和大- $N$方法来估计的临界行为。我们的结果是潜在的莫特绝缘体与$d^1$电子配置和强自旋轨道耦合,或扭曲双层结构的Kitaev材料。
2020-11-13 cond-mat.str-el hep-th
Quantum criticality around metal-insulator transitions of strongly correlated electrons
研究表明,关联电子系统中金属-绝缘体跃迁的量子临界性属于一个非常规普适类,违反了对称破缺跃迁的Ginzburg-Landau-Wilson(GLW)方案.这种非常规性源于量子临界点的涌现特征,它出现在非零温度下的伊辛型对称性破缺和零温度下费米面拓扑跃迁之间的边缘点。我们证明了正方晶格上扩展的哈伯德模型的Hartree-Fock近似能够在预先存在的对称性破缺下实现这种具有不寻常临界性的金属-绝缘体转变。所得到的普适性与Mott跃迁的标度理论和一些超出平均场水平的数值结果是一致的,这意味着这种非常规普适性的出现并不一定需要预先存在的对称性破缺。波动效应的检查表明,所获得的临界指数基本上保持准确的平均场水平以外。详细分析的临界性,包含发散的载流子密度波动周围的边缘量子临界点,从微观计算,揭示了量子临界“乳光”的性质。对非零温GLW型和零温拓扑型的交叉分析表明,在(V,Cr)_2O_3和kappa-ET型有机导体中观察到的临界指数为当前临界量子态的存在提供了证据。
2006-12-26 cond-mat.str-el
Fluctuation-induced magnetization dynamics and criticality at the interface of a topological insulator with a magnetically ordered layer
本文研究了在拓扑绝缘体和磁性(铁磁或反铁磁)层之间的界面上具有强自旋轨道耦合的二维相互作用传导电子系统的理论。对于铁磁的情况下,我们推导出的朗道-Lifshitz方程,其特点是通过计算拓扑(陈-西蒙斯)的贡献,从真空极化的起伏诱导的电场的贡献成正比。我们还表明,费米量子涨落降低临界温度$\tilde T_c$在界面处相对于临界温度$T_c$的散装,因此,在间隔$\tilde T_c\leq T<T_c$是可能有共存的无隙狄拉克费米子在界面处的铁磁有序层。对于反铁磁层在拓扑绝缘体衬底上的情况,我们证明了二阶量子相变发生在界面处,并计算了相应的临界指数。特别是,我们表明,在界面处的电子获得一个异常的临界尺寸。Néel序参量的临界行为是各向异性的,并且具有纵向和横向涨落的大反常尺寸。
2012-12-04 cond-mat.str-el hep-th
Concealed Mott Criticality: Unifying the Kondo Breakdown and Doped Charge-Transfer Insulators
本研究提出隐藏的莫特临界性框架,统一解释重费米子近藤击穿与掺杂铜氧化物的量子临界点,通过玩具模型验证了费米面跳变与两侧质量增强的结论,符合实验观测。
2024-12-27 cond-mat.str-el
Edge stability and edge quantum criticality in 2D interacting topological insulators
二维拓扑绝缘体(TI)中螺旋边缘态对强相互作用的鲁棒性仍然是一个有趣的问题。在这里,通过执行第一个无符号量子蒙特卡罗(QMC)模拟的Kane-Mele-Hubbard-Rashba模型,该模型描述了一个相互作用的2D TI与两个粒子的背散射的边缘,我们验证了无间隙的螺旋边缘状态是强大的对有限范围的两个粒子的背散射时,库仑排斥不强。然而,当库仑排斥足够强时,螺旋边缘态可以通过无穷小的两粒子背散射而被带隙,导致边缘磁有序。我们进一步揭示了磁边量子临界点(EQCP)的普遍性质。在边缘的磁畴壁上,我们发现出现了e/2的分数电荷。我们的研究结果的影响,最近的输运实验中的InAs/GaSb量子阱,这是一个二维TI与强相互作用,也将被讨论。
2017-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Chern insulator boundary criticality
Department of Physics and Anthony J. Leggett Institute for Condensed Matter Theory, University of Illinois Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校物理系和安东尼·J·莱格特凝聚态理论研究所)
本文研究存在边界时陈绝缘体相变的手性特征,通过狄拉克质量畴壁结构分析边界临界性,确定相关模式的反常系数,结果可推广至多类拓扑相变。
2026-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-lat
Quantum criticality preempted by nematicity
奇异物理学经常出现在金属系统的量子临界附近。在这里,我们探讨了三维双外尔半金属和绝缘体之间的拓扑相变的性质(通过湮灭具有相反手性的双外尔节点)在库仑相互作用的存在下。从重整化群(RG)分析,我们发现了一个非费米液体的量子临界点(QCP)之间的双外尔半金属和绝缘体时,人为忽略短程相互作用。然而,它表明,这种非费米液体QCP实际上是不稳定的,对非有序的短程相互作用时,正确地包括在RG分析。换句话说,当库仑相互作用存在时,半金属和绝缘体之间的假定QCP被出现的非线性相所抢占。我们进一步讨论了可能的实验相关性的向列性抢占QCP双Weyl候选材料HgCr2Se4和SrSi2。
2018-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Criticality in Topological Insulators and Superconductors: Emergence of Strongly Coupled Majoranas and Supersymmetry
我们研究了拓扑绝缘体和超导体中的对称性破缺量子相变,其中单电子能隙在体相中保持开放。具体来说,我们认为自发破坏的对称性,保护无间隙的边界模式,使这些模式在有序的阶段有间隙。在这里,我们确定的命运的拓扑边界模式的权利在过渡,在那里他们耦合到强烈波动的序参量场。结合精确解和重整化群技术,我们发现表面费米子模要么从体涨落中解耦,要么流向一个强耦合的不动点,该不动点保持无隙。此外,我们研究过渡的临界波动仅限于表面,并发现在某些情况下的临界点是自然超对称的。这允许确定临界指数,并指出能带拓扑和超对称性之间的潜在联系。最后,我们研究的命运无隙马约拉纳模式本地化的点和线缺陷的拓扑超导体在体临界,这是类似于一个量子杂质问题。同样,拓扑结构和强相关性的相互作用导致这些模式保持无间隙,但处于强耦合状态。实现这些现象的实验候选人进行了讨论。
2012-06-06 cond-mat.str-el hep-th
Unconventional Gross-Neveu quantum criticality: Interaction-induced SO(3)-biadjoint insulator and emergent SU(3) symmetry
指出三维SO(3)同位旋Gross-Neveu理论存在双伴随绝缘体量子临界性,其与Néel序参数结合可涌现SU(3)对称性,为spin-orbital liquids中spinon性质提供热力学约束。
2024-06-27 cond-mat.str-el hep-th
Interaction-induced phase transitions at topological quantum criticality of an extended Su-Schrieffer-Heeger model
本文通过数值研究扩展SSH链在拓扑量子临界点附近的相互作用效应,发现相互作用可将临界相驱动为绝缘体相,并诱导平庸绝缘体相转变为非平庸绝缘体相,揭示了相互作用对拓扑量子临界性的具体影响。
2024-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Magnetic field-tuned quantum criticality in a Kondo insulator
近藤绝缘体预计将经历一个绝缘体到金属的过渡下施加磁场,但迄今为止所需的极高的领域,禁止了全面调查的性质,这种转变。在这里,我们表明,Ce 3Bi 4Pd 3提供了一个理想的平台,这是由于不寻常的小磁场的B ~ 11 T所需的,以克服其近藤绝缘间隙。在Bc以上,我们发现了一个磁场诱导的费米液态,其特征能量标度T_FL在Bc附近以指示磁场调谐的量子临界点的方式塌陷。一个直接的连接是建立与近藤单态形成的过程中,产生一个广泛的最大值的磁化率作为温度的函数在弱磁场,逐渐演变成一个尖锐的过渡在Bc作为T -> 0。
2019-06-04 cond-mat.str-el
Flat Topological Bands and Eigenstate Criticality in a Quasiperiodic Insulator
布里渊区的下折效应可以打开能隙并通过平坦化能带来淬灭动能。准周期系统是这个过程的极端例子,它导致新的相位和临界本征态。我们用解析和数值方法研究了具有准周期势的二维拓扑绝缘体中的这些效应,发现了一个复杂的相图。我们研究了由此产生的本征态量子相变的性质;准周期势可以使平凡的绝缘体拓扑,并通过一个独特的普适性类诱导拓扑绝缘体到金属的相变,该普适性类不同于随机系统。这种丰富的临界行为伴随着动能的淬灭而发生,导致平坦的拓扑带,其可以用作在没有磁场的情况下实现分数量子霍尔效应的平台。
2021-04-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Quantum criticality between topological and band insulators in $(3+1)$-dimensions
在长程库仑相互作用和化学势无序作用下,四分量有质量和无质量狄拉克费米子表现出惊人的量子临界性。对于奇数种狄拉克费米子,狄拉克质量的符号区分了拓扑和平凡带绝缘体相,而无隙半金属相对应于将两者分开的量子临界点。达到临界无序强度时,半金属相保持稳定,两个绝缘相之间直接相变的普适类不变。超过无序临界强度,半金属相经历相变,转变成无序控制的扩散金属相,并且在两种类型的绝缘相之间不再有直接的相变。我们的结果也适用于偶数味狄拉克费米子,以及各种非拓扑窄禁带半导体的带反转跃迁。
2011-10-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Universal quantum criticality in the metal-insulator transition of two-dimensional interacting Dirac electrons
自从内维尔·莫特首次提出随着电子相关性的增加,相互作用的电子的金属行为可以转变为绝缘行为以来,金属-绝缘体转变一直是一个激烈的研究课题。在这里,我们认为电子在两个空间维度上的无质量Dirac-like色散,描述了两个几何不同的晶格上的哈伯德模型,并进行数值精确计算前所未有的大系统,结合仔细的有限尺寸标度分析,使我们能够探索在附近的相互作用驱动的金属-绝缘体过渡的量子临界行为。我们发现,从而过渡是连续的,并确定相应的普适类的量子临界性,这是描述在连续极限的Gross-Neveu模型,模型广泛研究的量子场论。我们还讨论了相互作用的狄拉克电子中的金属-绝缘体跃迁的涨落驱动的情况:金属-绝缘体跃迁仅由准粒子重量的消失而不是狄拉克费米速度触发,而不是在跃迁附近保持有限。这个重要的特征不能被简单的平均场或Gutzwiller型近似图像所捕获,而是与Gross-Neveu模型的低能行为相一致。
2016-02-01 cond-mat.str-el hep-lat
4D-XY quantum criticality in a doped Mott insulator
基于最近的超洁净YBCO单晶的数据,提出了一种新的强欠掺杂铜氧化物超导体超流密度的唯象。这些数据的特点是令人困惑的偏离Uemura标度和下降的斜率T_c = 0量子临界点的接近。我们表明,这种行为可以理解的准粒子有效电荷的重整化的超导相的量子涨落所描述的(3+1)维XY模型。我们计算了超流密度及其斜率的重整化,解释了新的现象,并预测其最终消亡接近QCP。
2006-02-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Continuous phase transition between bosonic integer quantum Hall liquid and trivial insulator: evidences for deconfined quantum criticality
在对称性保护的拓扑相的相变中,原则上可以存在一个原型朗道禁戒跃迁,即退禁闭量子临界点,但在一维系统以外的物理系统中,这种跃迁的例子很少。本文利用密度矩阵重整化群方法,通过从拓扑$\mathbf{K}$矩阵中识别出二维关联蜂窝晶格中的玻色整数量子Hall相的内部结构,揭示了它的存在性.此外,我们证明了不平衡的周期化学势可以破坏玻色子整数量子霍尔态,并将其驱动到一个无特征的平凡(莫特)绝缘体,在那里所有的物理观测值顺利地跨越临界点。在临界点处,纠缠熵表现出一种特征标度行为,这与临界场论一致,是一种具有两种Dirac费米子的突现QED $_3$.
2020-01-24 cond-mat.str-el
Criticality at the Haldane-insulator charge-density-wave quantum phase transition
利用基于矩阵乘积态的无限密度矩阵重整化群方法中的纠缠概念,我们证明了在一维半满扩展哈伯德模型中,当外加一个交替的铁磁自旋相互作用时,自旋密度波和键序波基态将让位于一个自旋保护的拓扑哈伯德态.在Haldom绝缘体中,最低的纠缠能级具有双重简并的特征。增加最近邻相互作用和局域库仑相互作用$V/U$之间的比率,纠缠熵的增强,电荷、自旋和中性能隙的变化,以及动态自旋/密度响应信号量子相变到电荷有序态。在中心荷为7/10的三临界伊辛模型的普适类临界点以下,该模型是临界的,沿跃迁线有$c=1/2$.在这一点之上,Half绝缘体和电荷密度波相位之间的过渡变为一阶。
2015-07-31 cond-mat.str-el
Anomalous Quantum Criticality at a Continuous Metal-Insulator Transition
The Institute of Mathematical Sciences(马图拉科学研究所);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立研究所);Department of Physics, National Institute of Technology Agartala(阿格塔拉国立理工学院物理系)
本文提出了一种解析理论,揭示了Falicov-Kimball模型中异常量子临界性在连续金属-绝缘体转变中的表现及影响。
2026-01-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Physics of three dimensional bosonic topological insulators: Surface Deconfined Criticality and Quantized Magnetoelectric Effect
我们讨论的物理性质的“整数”拓扑相的玻色子在D=3+1维,保护内部对称性,如时间反转和/或电荷守恒。这些相以基本的方式引起相互作用,但不具有拓扑秩序,并且是自由费米子拓扑绝缘体和超导体的玻色子类似物。虽然最近发现了这种状态的正式上同调分类,但它们的物理性质仍然是神秘的。在这里,我们开发了一个场论描述这些国家,并表明他们拥有不寻常的表面状态,如果缺口,必须要么打破基本的对称性,或发展拓扑秩序。在后一种情况下,对称性是以一种严格的二维理论所禁止的方式实现的。虽然这是表面态的通常命运,但也可以实现奇异的无隙态。例如,调谐参数可以自然地导致去限制量子临界点,或者在其他情况下,完全对称的涡旋金属相。我们讨论的情况下,拓扑相位的特点是量子化的磁电响应θ,这有点令人惊讶,是2π的奇数倍。两种不同的表面理论来捕捉这些现象-第一个是一个非线性西格玛模型的拓扑项。第二个调用的表面上的旋涡,变换下的对称群的投影表示。确定符合这些属性的散装场论,这是一个多组分的“BF”理论补充,至关重要的是,与拓扑项。一个可能的拓扑相特征的磁电效应的热模拟进行了讨论。
2013-01-09 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Criticality and Quench Dynamics at the Anderson Transition of a Chern Insulator
University of Ljubljana, Faculty of Mathematics and Physics(卢布尔雅那大学数学物理学院);Jožef Stefan Institute(约瑟夫·斯特凡研究所);Freie Universität Berlin(柏林自由大学)
研究强无序陈绝缘体中拓扑安德森相变的临界性质,发现转变由非零电导和局域陈标记实空间临界长度标度表征,并提取了与整数量子霍尔效应非相互作用模型一致的临界指数,同时发现激发密度不遵循Kibble-Zurek标度。
2026-11-05 cond-mat.str-el
Quantum criticality in Kondo quantum dot coupled to helical edge states of interacting 2D topological insulators
研究了耦合到相互作用二维拓扑绝缘体(2DTI)螺旋边态的量子点中,Luttinger参数为$0<K<1$时单通道Kondo(1CK)和双通道Kondo(2CK)不动点之间的量子相变.参考文献21研究了该模型,并通过玻色化将其映射到各向异性双通道Kondo模型上。对于K<1,基于简单的标度维度分析,强耦合2CK不动点对于点和2DTI之间的无限弱隧穿是稳定的[21]。我们重新审视这个模型超越裸标度维分析通过1圈重整化群(RG)的方法结合玻色化和再费米子化技术附近的弱耦合和强耦合(2CK)固定点。我们发现当K ->1时,2CK不动点可以向1CK不动点不稳定,系统可以在1CK和2CK不动点之间发生量子相变.我们模型中的QPT是2DTI中Kondo和螺旋Luttinger物理学结合的结果,它是受控RG方法可访问的1CK-2CK QPT的第一个例子。我们提取的量子临界和交叉行为从不同的临界量附近的过渡。对于1/2<K<1的粒子-空穴不对称性,我们的结果是稳健的。
2012-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Octupolar order and Ising quantum criticality tuned by strain and dimensionality: Application to $d$-orbital Mott insulators
最近的实验已经发现了多种$d$轨道莫特绝缘体中的多极有序.出于揭示交换相互作用的基础上提出的八极顺序的锇酸盐双钙钛矿,我们研究了一个两个网站的模型,使用精确对角化的五轨道哈密顿量,纳入自旋轨道耦合(SOC)和相互作用,并包括轨道内和轨道间的跳跃。使用一个精确的Schriming-Wolff变换,然后我们提取一个有效的赝自旋哈密顿量的非Kramers双峰,揭示主导的铁八极耦合驱动的相互作用的两个不同的轨道内跳跃条款。利用经典的蒙特卡罗模拟的面心立方晶格上,我们得到了一个铁八极转变温度,这是在很好的符合与实验上的锇酸盐双钙钛矿。我们还探讨了单轴应变和尺寸调谐通过dielectric薄膜,这是诱导伊辛八极顺序的横向场的影响。这抑制了$T_c$,并可能允许访问八极伊辛量子临界点。我们讨论了可能的影响,我们的研究结果为更广泛的一类材料,可能会举办这样的非克拉默双态离子。
2021-11-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Universal power-law exponents in differential tunneling conductance for planar insulators near Mott criticality at low temperatures
我们考虑低温微分隧穿电导$G$之间的Mott类的平面绝缘材料和金属的界面。对于不是很小的所施加的电势差$V$的值,存在实验观察到的普适状态,其中$G \sim V^m$,其中$m$是普适指数。我们考虑用有效场论($EFT$)方法对$m$值的理论预测,该方法适合于讨论普遍现象。我们用$EFT$描述了Mott材料,该模型与先前考虑的最近邻相互作用的无自旋Hubbard模型的长距离行为有关。在Mott跃迁处,已知$EFT$由双阿贝尔Chern-Simons理论给出。这个理论在隧穿界面的最简单的实现产生了一个共形场论,中心电荷$(c,\bar c) =(1,1)$和Jain填充分数$ν= 2/3$描述了一对独立的反向传播的手征玻色子(一个带电,一个中性)。因此,在Mott临界点处,从材料到金属的过渡由该$EFT$描述。所得隧穿电导表现为$G \sim V^{(1/ν-1)}$,产生预测值$m=1/2$,其与此处考虑的两个实验研究中该指数的结果比较良好(在$10 \%$偏差内)。
2019-10-14 cond-mat.str-el hep-th
Decoupling of static and dynamic criticality in a driven Mott insulator
动力学驱动的相互作用量子多体系统有可能表现出违反平衡统计力学定律的性质。一个广泛研究的模型是脉冲驱动的反铁磁莫特绝缘体,这是预测实现奇异的瞬态现象,包括动态相变到热禁态和高度非热磁振子分布。然而,这种远离平衡的制度,其中传统的时间相关的金斯堡-朗道描述失败,是实验上具有挑战性的准备和探测,特别是在固态系统。在这里,我们使用时间分辨的二次谐波光学偏振和相干磁振子光谱的组合,询问$n$型光掺杂引起的超快磁序参量动力学的莫特绝缘体的$_2$ Sr $_4$。我们发现了一个不寻常的远离平衡的临界制度,其中的磁相关长度和弛豫时间的分歧解耦。这种违反传统的热临界行为产生的相互作用的光掺杂和非热磁振子人口诱导的退磁效果。我们的研究结果,体现在非平衡“相图”,提供了一个蓝图,工程量子物质的非平衡特性,具有潜在的应用太赫兹自旋电子技术。
2021-12-15 cond-mat.str-el
Exploring Novel Quantum Criticality in Strained Graphene
应变调谐越来越被认为是一个干净的调谐参数,以诱导量子物质的新行为。出于应变石墨烯高达$20$ %的可能性,我们调查新的量子临界由于应变诱导的各向异性能带结构和临界反铁磁自旋波动(AFSF)之间的相互作用,在这种设置。我们详细介绍了这种相互作用如何驱动$(i)$之间的Dirac半金属非相干赝隙金属相关的绝缘体作为应变的函数($ε$)的量子相变(QPT),和$(ii)$临界AFSF驱动的发散极化率在临界应变附近($ε_{c}$)表现为磁热膨胀和Grüneisen系数的临界奇异性。在大应变的相关带绝缘体提供实现的二维二聚自旋单重态由于这种相互作用,我们认为如何掺杂这样的绝缘体可以导致自旋-电荷分离的金属,导致异常的金属性和可能的非常规超导性。在更广泛的方面,我们的工作有助于说明应变调谐量子材料可实现的新状态的范围。
2016-11-14 cond-mat.str-el
Quantum criticality in the two-dimensional periodic Anderson model
本文研究了电子关联的基本模型之一:周期Anderson模型的相图和量子临界区。利用最近发展起来的动力学顶点近似,我们发现了零温反铁磁绝缘体和近藤绝缘体之间的相变。在量子临界区,我们确定了反铁磁磁化率的临界指数$γ\!=\!2$。在较高的温度下,我们有自由自旋与$γ\!=\!1$,而在较低的温度下,有一个更强的增加和抑制的磁化率低于和高于量子临界点,分别。
2019-06-06 cond-mat.str-el
Dirac quantum criticality in twisted double bilayer transition metal dichalcogenides
Institut für Theoretische Physik and Würzburg-Dresden Cluster of Excellence ct.qmat, TU Dresden(德累斯顿工业大学理论物理研究所与维尔茨堡-德累斯顿卓越集群ct.qmat)
研究双层过渡金属二硫化物在扭曲角和压力下的相图,揭示狄拉克半金属到反铁磁绝缘体的转变及其临界行为。
2026-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Boundary Criticality of Topological Quantum Phase Transitions in $2d$ systems
我们讨论了具有分数自由度的二维量子相变的边界临界行为,这是由于通常是$1d$边界暴露出来,并且可以方便地在许多实验平台上进行探测。特别地,我们主要讨论了两个例子的边界临界性:$2d$ $Z_2$拓扑序与具有自发对称性破缺的有序相之间的量子相变; ii.金属和特定类型的莫特绝缘体(U(1)自旋液体)之间的连续量子相变。这一理论研究可能与许多纯粹的$2d$系统有关,最近的实验已经发现相关的绝缘体,超导体和金属在同一相图中。
2020-01-28 cond-mat.str-el
Quantum criticality of bandwidth-controlled Mott transition
本文利用开源变分蒙特卡罗求解器和标度律,定量确定了带宽调控莫特转变的普适类临界指数,揭示其电荷、密度及超导不稳定性弱于填充调控转变,为理解量子莫特转变和奇异金属提供了实验研究路径。
2023-03-02 cond-mat.str-el hep-lat hep-th
Entropic topography associated with field-induced quantum criticality in a magnetic insulator DyVO4
与量子临界点相关的低温相变是近年来研究的热点之一。在这项工作中,通过全面的实验证据,我们报告的可能性,实现量子临界附近的磁场调谐的三临界点分离顺磁,反铁磁和变磁相的磁性绝缘体,DyVO 4。磁化率和热容表明在TN ~ 3.2K存在长程二级反铁磁相变。磁化率和热容量的场变化,以及微分磁化率和直流场依赖的交流磁化率给出了三临界点以下反铁磁结构修改的证据;这意味着存在场诱导的一阶变磁转变,该转变持续到1.8 K。此外,磁场依赖的热力学量-dM/dT,这是相关的磁Gruneisen参数,接近最小值,随后由一个交叉附近5 kOe的最大值;随着双曲线发散的温度响应的dM/dT在临界场制度。在5 kOe的热容的温度响应也显示出偏离常规行为。熵拓扑相图允许跟踪熵的变化,其指示朝向在高温下量子临界点处的峰进入V形区域的出现。我们的研究产生了一个独特的相图,描述了一个三临界点,在该点处,第二阶反铁磁相线终止,随后是一阶变磁性转变线,随着温度的降低,导致变磁性量子临界终点。
2021-12-28 cond-mat.str-el
Deconfined criticality between an antiferromagnetic insulator and a nodal d-wave superconductor: a quantum Monte Carlo study
The University of Hong Kong(香港大学);Harvard University(哈佛大学);Flatiron Institute(平顿研究所)
通过量子蒙特卡洛研究,在半填充正方晶格上发现反铁磁Néel态与节线d波超导体之间存在二级去禁闭量子相变,两种序连续消失。
2026-10-01 cond-mat.str-el
Itinerant quantum multi-criticality of two dimensional Dirac fermions
在Gross-Neveu-Yukawa模型的框架内,通过考虑引起完全带隙(绝缘或超导)基态的竞争序参数,我们分析了两个空间维度中强相互作用无质量狄拉克费米子($d=2$)的涌现量子多临界性.我们只关注那些竞争的订单,可以旋转到彼此的无质量狄拉克费米子的确切或涌现手征对称的发电机,并打破$O(S_1)$和$O(S_2)$对称的有序相。使用$ε=(3-d)$展开方案进行重整化群分析,我们表明,所有的耦合常数在临界超平面流向一个新的吸引力的不动点,支持\emph{enlarged} $O(S_1+S_2)$手征对称性。这样的固定点作为一个奇异的量子多临界点(MCP),控制的\emph{continuous}半金属绝缘体以及绝缘体绝缘体(例如反铁磁体价键固体)的量子相变。与具有$O(S_1)$或$O(S_2)$手征对称性的较低对称半金属-绝缘体量子临界点相比,MCP显示出增强的关联长度指数,以及费米子场和玻色子场的反常标度维数。我们讨论了玻色子和费米子质量的比例的缩放特性,并在MCP的直流电阻率增加。通过计算粒子-空穴通道中不同局域费米子双线性的标度维数,我们确定了四种费米子算符或广义密度-密度关联函数中的大多数在MCP处呈现出比自由费米子更快的幂律衰减和更低的对称巡游量子临界点.这种情况下,高维狄拉克费米子可能的推广也概述。
2018-05-22 cond-mat.str-el hep-th
Disordered bosons in one dimension: from weak to strong randomness criticality
利用大规模蒙特卡罗模拟研究了一维非对角无序玻色子的超流-绝缘体量子相变。对于弱无序,我们发现该跃迁与洁净系统的超流-莫特绝缘体跃迁属于同一普适类。转变的性质会随着无序度的增加而改变。除了临界紊乱强度,我们发现非普遍的,依赖于紊乱的临界行为。我们比较我们的结果最近微扰和强无序重整化群的预测。我们还讨论了实验的影响,以及我们的结果扩展到其他系统。
2013-01-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Bad-metal behavior reveals Mott quantum criticality in doped Hubbard models
不良金属(BM)的行为特征的电阻率的线性温度依赖性延伸到远高于Mott-Ioffe-Regel(MIR)限制,通常被视为一个关键的未解决的签名强相关性。在这里,我们通过检查一个完全受挫的哈伯德模型,其中所有的长程磁序被抑制,并通过动态平均场论的莫特问题,可以严格解决的BM行为与莫特量子临界。我们发现,对于掺杂的莫特绝缘体制度,共存圆顶和相关的一阶莫特金属-绝缘体转变被限制在极低的温度下,而清晰的签名莫特量子临界出现在大部分的相图。显着的标度行为被确定为整个家庭的电阻率曲线,量子临界区域覆盖整个BM制度,不仅提供洞察力,而且定量的理解周围的MIR限制,与现有的实验。
2015-06-25 cond-mat.str-el
Emergent quantum criticality from spin-orbital entanglement in $d^8$ Mott insulators: the case of a diamond lattice antiferromagnet
受近年来Ni基金刚石晶格反铁磁体NiRh $_2$ O $_4$研究的启发,我们从理论上探讨了四面体晶场环境和金刚石晶格莫特绝缘体上具有$3d^8$电子组态的Ni $^{2+}$离子的自旋和轨道物理.局域矩之间的超交换作用通常有利于磁序。由于Ni $^{2+}$离子的特殊电子构型,具有部分填充的上$t_{2g}$能级和完全填充的下$e_g$能级,原子自旋轨道耦合在线性级变得活跃,并且将有利于自旋轨道纠缠单线态,其在单离子极限中具有淬灭的局部矩。因此,自旋-轨道纠缠与超交换竞争,并可能将系统驱动到分离自旋-轨道单线态和磁序的量子临界点。我们进一步探讨了磁场和单轴压力的影响。对磁场的非平凡响应与局部矩的基本自旋轨道结构密切相关。我们讨论了未来的实验,如掺杂和压力,并指出不同的电子组态之间的对应关系。
2018-08-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Twist-tuned quantum criticality in moiré bilayer graphene
本文通过理论分析表明,莫尔双层石墨烯在电荷中性下存在由扭转角调控的连续量子相变,属于Gross-Neveu-XY普适类,并可用量子扭转显微镜实验验证。
2025-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Quantum magnetism and criticality
磁绝缘体已被证明是研究新型量子多体态的沃土,我调查了最近的实验和理论例子。这些见解和方法也转移到新的超导和金属状态。特别令人感兴趣的是临界量子态,有时发现在量子相变,其中有无隙激发没有粒子或波的解释,并控制了有限温度相图的重要部分。值得注意的是,他们的理论与来自黑洞的霍金辐射的全息描述有关。
2008-03-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-th
Mott quantum criticality in the one-band Hubbard model: Dynamical mean-field theory, power-law spectra, and scaling
最近的研究电传输,理论和实验,附近的带宽调谐莫特金属-绝缘体转变已经发现了明显的量子临界缩放的电阻率在升高的温度下,尽管实际的低温相变是一阶的。这就提出了一个问题,是否存在一个隐藏的莫特量子临界点。在这里,我们证明了哈伯德模型的动力学平均场论在低温极限下存在渐近标度不变(即幂律)解,对应于金属-绝缘体共存区边界处的亚稳绝缘体,这与赝能隙Anderson模型的物理相联系。虽然我们的国家的最先进的数值重整化群计算表明,这种渐近制度仅限于非常小的能量和温度,因此难以获得数值,我们发现存在一个广泛的交叉制度,其中单粒子光谱显示\emph{different}幂律。我们表明,这是幂律制度,对应于近似的局部量子临界性,这是连续连接到并负责以上的经典临界端点的表观量子临界缩放。我们将我们的研究结果可调莫特材料的实验。
2019-09-12 cond-mat.str-el
Mott metal-insulator transition on compressible lattices
有限温度Mott端点的临界性质通过与晶体弹性的耦合而急剧改变,即,无论何时它都可以进行压力调谐。与临界压电铁电体类似,电子系统的伊辛临界性被同构不稳定性抢占,并且长程剪切力抑制微观波动。因此,终点由朗道临界性控制。因此,它的标志是一个故障的胡克定律的弹性与非线性应变应力关系的平均场指数的特点。基于定量估计,我们预测临界弹性占主导地位的温度范围Δ T/Tc ~ 8%,接近kappa-(BEDT-TTF)2X的Mott端点。
2012-07-10 cond-mat.str-el
Quantum critical transport at a continuous metal-insulator transition
与一阶关联驱动的Mott金属-绝缘体跃迁(MIT)不同,连续无序驱动的跃迁本质上是量子临界的。在这里,我们调查运输量子临界Falicov-Kimball模型,后者类中的“强无序”类别的代表。利用团簇动力学平均场论(CDMFT),我们发现了清晰而反常的量子临界标度行为,表现为MIT两侧标度曲线的完美镜像对称。令人惊讶的是,我们发现β-功能,\b{eta}(g),规模像log(g)深入到坏金属相,以及,提供健全的统一基础,这些发现。我们认为,这种“强局域化”的量子临界性可能体现在真正的三维系统中的无序效应比电子-电子相互作用更重要。
2017-09-20 cond-mat.str-el
From frustrated insulators to correlated anisotropic metals: charge ordering and quantum criticality in coupled chain systems
最近的一项研究揭示了具有扩展Hubbard相互作用的一维四分之一填充电子系统的电荷扇区动力学是强耦合极限下的有效赝自旋横场伊辛模型(Tsing)的动力学。基于研究强关联链状体系中电荷和自旋有序共存以及链间耦合效应的双重动机,我们研究了耦合有效(Tensored)体系的相图.一个玻色化和RG分析的两个腿梯产生丰富的相图显示维格纳/Peierls电荷顺序和尼尔/二聚体自旋顺序。在一个广泛的参数制度,轨道反铁磁相被发现是稳定的。一个中间的有限宽度的无间隙相被发现躺在两个电荷有序带隙相之间。发现Kosterlitz无间隙跃迁导致从无间隙相到电荷有序相。对多个这样的赝自旋系统耦合时的维度交叉物理进行了详细的分析。重要的是,该分析揭示了临界量子涨落在驱动横向强色散以及T=0解除限制跃迁中的关键作用。我们的工作是潜在的相关的一类强相关的,四分之一填充链和梯形系统的统一描述。
2007-08-16 cond-mat.str-el
Interdependent-Network Criticality without a Second Network: Cascading Collapse of the Joule-Coupled Insulator-Metal Transition in $VO_2$
Bar Ilan University(巴伊兰大学)
该研究揭示二氧化钒在电驱动下虽为单一结构却表现为相互依赖网络,焦耳耦合引发级联崩溃,实验与模型验证了临界指数,表明单一系统可展现相互依赖网络的灾难性级联行为。
2026-10-06 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Quantum Criticality at the Metal Insulator Transition
本文介绍了一种新的方法来分析具有无序的多体问题。该方法是基于算子乘积展开的实空间重整化群的推广。我们考虑的问题中存在的相互作用,大弹性平均自由程,和有限的温度。结果,标度被温度或由发散的多体长度标度(超导性)设定的长度标度停止。由于无序,超导不稳定性可能在$T_{SC}\to 0$处发生,从而产生金属相或$T>T_{SC}$。对于在$T\to 0$的排斥相互作用,我们流向在扩散Finkelstein理论内分析的定域相。对于有限温度下的强排斥反向相互作用和非球形费米表面的特点是$|\frac{d\ln N(b)}{\ln b}|\ll 1$,人们发现一个固定点$(D^*,Γ^*_2)$在平面$(D,Γ_2^{(s)})$。($D\propto(K_F\ell)^{-1}$是无序耦合常数,$Γ_2^{(s)}$是粒子-空穴三重态相互作用,$b$是长度尺度,$N(b)$是通道数。)对于弱无序,$D<D^*$,人们获得了金属行为与电阻$ρ(D,Γ_2^{(s)},T)=ρ(D,Γ_2^{(s)},T)\simeq ρ^*f(\frac{D-D^*}{D^*}\frac{1}{T^{zν_1}})$($ρ^*=ρ(D^*,Γ_2^*,1)$,$z=1$和$ν_1>1$)与实验良好一致。
2000-02-07 cond-mat.str-el
Magnetism, quantum criticality, and metal-insulator transitions in $R\mathrm{B}_{12}$
综述了稀土十二硼化物的物理性质,其特征在于笼状玻璃晶体结构与松散的稀土离子结合。这些化合物是同时具有活性电荷、自旋、轨道和晶格自由度的强关联电子系统,这解释了所有$R\mathrm{B}_{12}$化合物的复杂性,所述化合物一方面包括反铁磁(TbB $_{12}$ -TmB $_{12}$)和铁磁(LuB $_{12}$)金属,另一方面包括所谓的近藤绝缘体化合物YbB $_{12}$和Yb基Yb $_{x}R_{1-x}$ B $_{12}$固溶体。共价硼网络的合作动态Jahn-Teller不稳定性的发展产生刚性笼的三角形和四角形扭曲,并导致十二硼化物中fcc晶格的对称性降低。硼亚晶格中的铁畸变动力学产生重稀土离子的集体模式和准局域振动(振动模式),引起载流子密度的调制和动态电荷条纹的出现。我们认为它们的表现形式在两个属性中的参考化合物LUB $_{12}$和在相图的$R\mathrm{B}_{12}$反铁磁体,表现出多个磁相位与各向异性场角相图的形式的马耳他十字。我们还讨论了金属-绝缘体的转变,在Yb $_{12}$和Yb基十二硼化物的不稳定性的Yb 4 $f$ -电子配置,这似乎除了Jahn-Teller不稳定性的硼笼,提供了一个机制的电荷和自旋波动。实验结果挑战了已建立的近藤绝缘体的情况下,在YbB $_{12}$,提供参数,有利于Yb-Yb振动耦合对的外观,应被视为负责的电…
2020-04-14 cond-mat.str-el