Real-Time Dynamics in Quantum Impurity Models with Diagrammatic Monte Carlo
我们扩展了最近开发的实时Diagrammatic Monte Carlo方法,在其杂交扩展配方,完整的Kadanoff-Baym-Keldysh轮廓。这使我们能够从任意的,甚至相互作用的,初始密度矩阵开始研究相关杂质模型的实时动态。作为概念证明,我们应用该算法研究了Anderson杂质模型中局域量子猝灭后的非平衡动力学。作为量子杂质模型中实时动力学的一种完全通用的方法,它可以用作非平衡动力学平均场论的求解器。
2010-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Conserving Diagrammatic Approximations for Quantum Impurity Models: NCA and CTMA
自洽图解近似安德森或近藤杂质模型,使用一个精确的赝粒子表示的杂质状态,进行审查。我们首先讨论了赝粒子传播子的红外指数作为费米液体行为的指标,通过它们对杂质占据和磁场的依赖性。然后,我们讨论了非交叉近似(NCA),确定其优点,但也有其根本的缺点。物理论证和微扰重整化群分析表明,两粒子顶点图的无限parquet型重构--守恒T矩阵近似(CTMA)可以弥补NCA的不足。我们审查结果的赝粒子谱函数,自旋磁化率和杂质电子谱函数,支持CTMA提供定性正确的结果,无论是在高温制度和在低温下的强耦合费米液体制度。
2004-11-24 cond-mat.str-el
Diagrammatic theory for Anderson Impurity Model. Stationary property of the thermodynamic potential
提出了Anderson杂质模型正常态的原子极限图解理论。新的图解法是基于传导电子的普通Wick定理和强关联杂质电子的广义Wick定理。这最后一个定理与久保累积量的定义一致。对于演化算子的平均值,证明了一个连接簇定理,并建立了单粒子传播子的Dyson型方程。这些方程的主要元素是关联函数,它包含了系统的自旋、电荷和对涨落。系统的热力学势由单粒子重整化格林函数和关联函数表示。建立了热力学势随关联函数变化的定态性。
2008-04-10 cond-mat.str-el
Diagrammatic Monte Carlo for Dissipative Quantum Impurity Models
提出一种针对耗散量子杂质模型实时动力学的图蒙特卡罗方法,在单一实时轮廓上对杂化展开采样,证明局部马尔可夫耗散能减轻符号问题以延长模拟时间,并应用于Anderson杂质模型分析退相干对电荷与自旋动力学的影响。
2024-02-12 cond-mat.str-el quant-ph
Hybridization expansion impurity solver: General formulation and application to Kondo lattice and two-orbital models
最近开发的连续时间求解器的基础上,在杂交的一个精确解决的局部极限的扩展重新制定的方式适合一般类的量子杂质模型,包括自旋交换和对跳跃条款。该方法的实用性证明通过应用到近藤晶格和双轨道模型的动力学平均场论。该算法可以处理低温和强耦合,而不会遇到一个符号问题。
2006-10-12 cond-mat.str-el
Inchworm tensor train hybridization expansion quantum impurity solver
本研究针对复杂多轨道量子杂质问题,提出在虚时尺蠖混合化展开框架内应用张量列方法,克服了关键计算挑战,验证了该方法的准确性与通用性,为开发高效多轨道杂质求解器提供了可行路径。
2025-08-13 cond-mat.str-el
Continuous-time Quantum Monte Carlo Approach for Impurity Anderson Models with Phonon-assisted Hybridizations
我们发展了一种基于强耦合展开的连续时间量子Monte Carlo方法,用于任意数目声子模的声子辅助杂化的Anderson杂质模型。作为基准,我们研究了具有单声子的双通道Anderson模型,数值证明了由局域电子电荷和声子宇称算符组成的SO(5)极化率在该模型中的非费米液体临界点处的数值发散,验证了边界共形场论[K. Hattori:Phys. Rev. B { \bf 85}(2012)214411]。
2013-05-13 cond-mat.str-el
A novel diagrammatic technique for the single-site Anderson model
提出了一个关于单杂质Anderson模型的原子极限的图解理论,在该模型中,强关联杂质电子与自由(非关联)传导电子杂交。利用这种图解方法,我们证明了真空图的一个链接集群定理的存在性,并推导出Dyson型方程的本地化和传导电子和相应的方程的混合传播。方程组可以通过求和包含不可约格林函数的梯形图的无穷级数来闭合。结果允许讨论与量子跃迁在杂质网站的共振。
2007-01-13 cond-mat.str-el
New implementation of hybridization expansion quantum impurity solver based on Newton-Leja interpolation polynomial
介绍了一种与动力学平均场论相关的杂交展开连续时间量子杂质求解器的新实现。它采用牛顿插值的一系列真正的Leja点计算当地的时间演化的哈密尔顿有效。由于新算法不仅避免了传统实现中计算量巨大的矩阵-矩阵乘法,而且避免了最近发展的Krylov子空间方法中Lanczos/Arnoldi迭代所需的巨大内存消耗,因此对于五个或更多带的量子杂质模型,新算法比以前的算法更有优势。为了说明我们的算法的巨大优越性和实用性,我们提出了现实的动力学平均场的结果为代表的关联金属SrVO $_{3}$的电子结构。
2012-05-08 cond-mat.str-el
Diagrammatic Theory of Anderson Impurity Models: Fermi and Non-Fermi Liquid Behavior
本文综述了最近发展起来的一种基于关联电子的赝粒子表象的方法,该方法描述了量子杂质系统中的费米液体和非费米液体行为。投影到物理希尔伯特空间的作用和奴隶玻色子凝聚的不可能性进行了讨论。通过对主导的自旋和电荷相干涨落过程以完全自洽和规范不变的方式求和,得到了赝粒子正确的红外行为。计算了单沟道和双沟道Anderson模型的自旋极化率随温度的变化关系,发现与精确结果吻合得很好。
2000-05-27 cond-mat.str-el
Exact real-time dynamics of single-impurity Anderson model from a single-spin hybridization-expansion
本文介绍了一种改进的实时连续时间杂化-展开量子Monte Carlo方法求解含时单轨道Anderson杂质模型:CT-1/2-HYB-QMC。在所提出的方法中的图形扩展只进行了两个自旋通道之一,而由此产生的有效的单粒子问题的另一个自旋的半解析解决每个扩展图。CT-1/2-HYB-QMC通过降低采样图的阶数来简化动力学符号问题,并且与标准CT-HYB方法相比,使其能够达到两倍长的时间尺度。我们通过计算顺磁和自旋极化情况下通过杂质的电流来说明新的求解器。
2019-06-21 cond-mat.str-el
Hybrid Hamiltonian-diagrammatic quantum impurity solver
University of Michigan(密歇根大学);Institute of Theoretical Physics, Faculty of Physics, University of Warsaw(华沙大学物理学院理论物理研究所);Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室)
提出将哈密顿量方法与图解方法结合,通过添加少量辅助浴场降低残差问题复杂度,实现高精度、低成本的量子杂质求解。
2026-06-09 cond-mat.str-el
Hybridization expansion Monte Carlo simulation of multi-orbital quantum impurity problems: matrix product formalism and improved Monte Carlo sampling
我们探讨了两个互补的修改的杂交扩展连续时间蒙特卡罗方法,针对大的多轨道量子杂质问题。一个想法是使用矩阵乘积状态表示来计算时间传播。我们发现,键的尺寸远小于希尔伯特空间的尺寸是足够的,以获得准确的结果,这种方法的规模多项式,而不是指数与轨道的数量。基于标度分析,我们得出结论,矩阵乘积态的实现将优于精确对角化为基础的方法与超过12个轨道的量子杂质问题。第二个想法是改进的蒙特卡罗抽样方案,适用于杂交扩展方法的所有变体。我们表明,这种所谓的滑动窗口采样方案的模拟速度至少一个数量级的广泛的模型参数,在低温下的最大改善。
2014-06-30 cond-mat.str-el
Selfconsistent hybridization expansions for static properties of the Anderson impurity model
利用投影算符方法,我们导出了一个基于自洽杂化展开的近似,研究了Anderson杂质模型的基态性质。我们应用近似的一般情况下,有限的库仑排斥$U$,扩展以前的工作与相同的形式主义在无限的$U$的情况下。该处理提供了一个非常精确的计算的基态能量和它们相关的零温度特性的情况下,其中$U$是足够大的,但仍然有限的,与其余的能量尺度涉及的模型。杂质的价态的结果进行了比较,我们得到的精确结果,从方程推导出使用Bethe anesthetic和微扰的方法。磁化强度和磁化率也与Bethe的结果进行了比较。为了做这种比较,我们还展示了如何正则化的贝特安纳伯格积分方程计算杂质价,为任意值的参数。
2015-06-23 cond-mat.str-el
Self-energy and vertex functions from hybridization expansion continuous-time quantum Monte Carlo for impurity models with retarded interaction
在存在延迟相互作用的杂质模型的连续时间杂化展开量子Monte Carlo求解器中引入了磁化率、自能以及三腿和四腿顶点函数的优化测量。自能和顶点函数的计算从杂质的平均值,其中涉及时间积分的延迟相互作用。它们可以在段表示中被有效地评估。这些量在等离子体屏蔽存在下在动态平均场论内计算。在反绝热区,自能被强重整化,但保留了屏蔽相互作用所设定的低能标度的特征。给出了其高频行为的显式表达式。在屏蔽驱动和相互作用驱动的金属-绝缘体转变中,发现顶点函数表现出类似的结构变化,因此将其确定为Mott转变的一般特征。
2014-06-26 cond-mat.str-el
Efficient implementation of the continuous-time hybridization expansion quantum impurity solver
强关联量子杂质问题出现在各种各样的背景下,从纳米科学和表面物理到材料科学和强关联晶格模型的理论,在那里它们作为动态平均场论中的辅助系统出现。精确和无偏的解决方案,通常必须得到数值,和连续时间量子蒙特卡罗算法,一个家庭的算法的基础上随机抽样的配分函数扩展,这样的系统,表现良好。与本论文中,我们提供了一个有效的和通用的实现的杂交扩展量子杂质求解器,基于段表示。我们提供了一个完整的实现,其中包括最近开发的大多数扩展和优化。我们的实现允许一个治疗滞后的相互作用,并提供了广义的测量程序的基础上改进估计的自能和顶点功能。求解器嵌入在ALPS-DMFT应用程序包中。
2013-02-17 cond-mat.str-el
Dynamical Properties of the Anderson Impurity Model within a Diagrammatic Pseudoparticle Approach
在赝粒子表象下,考虑了双自旋简并杂质能级$U \to \infty$在无限库仑排斥极限下与一个和两个简并导带或沟道耦合的Anderson模型.我们扩展的守恒T-矩阵近似(CTMA),一个通用的图形近似方案的基础上完全重整化计算的两个粒子的顶点函数的自旋和电荷通道,热力学和光谱性质的计算。在单通道的情况下,CTMA产生的近藤制度的温度无关的泡利自旋磁化率低于近藤温度$T_K$的温度下,并考虑到最低温度,再现精确的自旋屏蔽费米液体状态。杂质谱密度似乎保持非奇异的最低温度,在协议与费米液体的行为。然而,么正性和规则,这是至关重要的杂质求解器,如CTMA是适用于动态平均场论的强相关晶格模型,高估了在最低温度。我们认为,这一缺点可能是由于数值不精确,并讨论了适当的计划,其纠正。在双通道情况下,CTMA内计算的谱密度定性地表现出正确的非费米液体在低温下的行为,即幂律奇点。
2004-10-24 cond-mat.str-el
Single-site Anderson Model. I Diagrammatic theory
本文提出了强关联杂质Anderson模型的图解理论。强关联杂质电子与自由传导电子杂化。对于这个系统,新的图解方法制定。本文证明了真空图的联簇定理,建立了两个电子子系统的电子传播子的Dyson型方程和混合传播子的Dyson型方程。提出了基于无穷级数图求和的近似,它封闭了方程组,并允许研究系统的性质。
2007-01-13 cond-mat.str-el
Kondo Effect in a Metal with Correlated Conduction Electrons: Diagrammatic Approach
研究了与关联传导电子弱耦合的磁性杂质的低温行为。为了解释传导电子相互作用的1/N展开的框架中的图解方法的开发。该方法使我们能够研究各种后果的传导电子的相关性的基态和低能量的激发。我们分析了弱传导电子相互作用极限下的特征能量标度。静态性能(杂质价,电荷敏感性,磁化率和比热)在低温极限的结果报告。
2003-02-14 cond-mat.str-el
Accelerated impurity solver for DMFT and its diagrammatic extensions
我们提出了ComCTQMC,GPU加速的量子杂质求解器。它使用连续时间量子蒙特卡罗(CTQMC)算法,其中的配分函数的杂交函数(CT-HYB)的方面进行扩展。ComCTQMC支持分区和蠕虫空间测量,它使用改进的估计和减少密度矩阵,以提高可观察的测量尽可能。ComCTQMC有效地测量所有的单粒子和双粒子格林函数,所有的静态观测值与当地的哈密顿量,以及每个杂质轨道的占用。ComCTQMC可以解决复杂的价值杂质与晶体场,是杂化的费米子和玻色子浴。最重要的是,当希尔伯特空间足够大时,ComCTQMC利用图形处理单元(GPU)(如果可用)来显著加速CTQMC算法。我们证明了加速超过600(100)的一个因素,在600 K的$δ$ -钚的模拟(无)晶场。在更简单的问题中,GPU提供的加速效果不太好,甚至会使CTQMC减速。在这里,我们描述的理论,算法和结构所使用的ComCTQMC,以实现这组功能和加速水平。
2020-10-16 cond-mat.str-el
Microscopic Theory of the Single Impurity Surface Kondo Resonance
本文发展了金属表面单杂质近藤效应的微观理论。我们计算了磁性杂质与表面态和体态相互作用的Anderson哈密顿量的杂化能,并表明,与体中杂质的近藤效应相反,杂化矩阵元强烈依赖于费米面周围的动量。此外,通过计算扫描隧道显微镜(STM)的隧穿电导,我们表明,当磁性杂质位于表面的近藤效应可以发生与体和表面状态之间的强度相等。我们比较了我们的结果与最近的实验Co杂质在Cu(111)和Cu(100)表面,发现良好的定量协议。
2004-11-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interaction expansion inchworm Monte Carlo solver for lattice and impurity models
具有一般相互作用和杂化项的多轨道量子杂质模型出现在广泛的应用中,包括嵌入,量子输运和纳米科学。然而,大多数量子杂质求解器仅限于少数杂质轨道,离散浴,对角杂交或密度-密度相互作用。在这里,我们将尺蠖量子蒙特卡罗方法推广到相互作用展开,并探讨其应用于典型的单轨道和多轨道问题中遇到的杂质和晶格模型的调查。我们的实现一般优于裸和粗线量子蒙特卡罗算法的相互作用扩展。到目前为止,对于这里研究的系统,它仍然不如更专门的杂交扩展和辅助字段算法。非物理不动点的收敛问题,阻碍了所谓的粗线方法,在尺蠖蒙特卡罗中没有遇到。
2022-01-09 cond-mat.str-el
TRIQS/CTHYB: A Continuous-Time Quantum Monte Carlo Hybridization Expansion Solver for Quantum Impurity Problems
我们提出了TRIQS/CTHYB,一个国家的最先进的开源实现的TRIQS包的连续时间杂化扩展量子杂质求解器。该代码主要设计用于TRIQS库,以解决强关联电子的多轨道动力学平均场论方法中的自洽量子杂质问题,特别是在现实计算的背景下。为了提高效率,它是用C++实现的,并提供了一个高级Python接口。该代码是船舶与一个新的分区算法,划分局部希尔伯特空间没有任何用户知识的对称性和量子数的哈密顿。此外,我们实现了高阶配置移动,并表明,这样的移动是必要的,以确保遍历性的Monte Carlo在共同的哈密顿,即使没有破环。
2015-07-01 cond-mat.str-el
Electronic structure of semiconducting CeFe$_4$P$_{12}$: Strong hybridization and relevance of single-impurity Anderson model
用同步辐射X射线光电子能谱(PES)和X射线吸收谱(XAS)研究了半导体方钴矿CeFe $_4$ P $_{12}$. Ce 3 $d$核级PES和3 $d-4f$ XAS结合单杂质Anderson模型(SIAM)计算,证实了由于$f^0$、$f^1$和$f^2$构型而导致的特征。Ce4PDMATHABMT态密度(DOS)表明在费米能级上不存在近藤共振,但在非$f$态密度下仍能用SIAM解释.虽然从能带结构计算得到的Ce 4 $f$部分DOS也与主要的Ce 4 $f$ DOS一致,但SIAM对于核心和价态光谱的重要性表明CeFe $_4$ P $_{12}$的近藤半导体混合价,源自非$f$导电性与Ce 4 $f$ DOS之间的强杂化。
2006-01-06 cond-mat.str-el
Critical hybridization for the Kondo resonance in gapless systems
利用运动方程方法研究了自旋为1/2的单杂质无带隙Anderson模型中的近藤共振,得到了杂质谱函数。我们研究了两种不同的情况下的无带隙系统:一个纯粹的幂律能量依赖的状态密度或一个恒定的状态密度与费米能级附近的无带隙行为。我们表明,强的电子-电子相关性导致一个尖锐的峰值的情况下,一个大的交换耦合($J>J_{c}$)或等价的,一个强的杂交($V>V_{c}$)的杂质光谱函数。在强耗尽态密度的情况下,这种近藤峰出现在费米能级以下。并与用重整化群方法得到的结果进行了比较。
2009-10-19 cond-mat.str-el
Lazy skip lists, a new algorithm for fast hybridization-expansion quantum Monte Carlo
广义杂质模型的求解是用动力学平均场论(DMFT)计算电子结构的核心。在强关联区域,求解杂质模型的方法是杂化展开连续时间量子蒙特卡罗(CT-HYB)。CT-HYB算法的增强对于在当前计算能力范围内带来新的物理机制至关重要。利用这一事实,即在算法中的瓶颈是数百个矩阵的产品,我们提出了优化的基础上引入和组合的两个概念,更普遍的适用性:a)跳表和b)快速拒绝建议的配置的基础上矩阵的界限。考虑到两个非常不同的测试用例与$d$电子,我们发现加速$\sim 25$到$\sim 500$相比,矩阵产品的直接评估。甚至更大的加速可能与$f$电子系统和相关原子簇。
2014-09-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Diagrammatic theory of the Anderson impurity model with finite Coulomb interaction
本文对具有有限库仑相互作用的Anderson杂质模型发展了一个自洽守恒的赝粒子近似,它可以从Luttinger Ward泛函导出。它包含了一个无限系列的骨架图建立了完全重整格林函数。图的选择是由Schrieffer Wolff变换的动机,该变换表明,单和双占据状态应该对称地出现在所有裸图中。我们的数值结果$T_K$是在良好的协议从Bethe的anonymous解决方案的精确值。正确地描述了非费米液体安德森杂质系统的低能物理,而目前的近似未能描述费米液体系统,因为尚未包括一些重要的相干自旋翻转和电荷转移过程。我们相信,CTMA(守恒T矩阵近似)图也将恢复费米液体行为的安德森模型有限库仑相互作用,因为他们做的无限库仑相互作用。
2000-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kondo effect due to a hydrogen impurity in graphene: a multichannel Kondo problem with diverging hybridization
我们考虑石墨烯中氢杂质引起的近藤效应。作为第一近似,与碳原子的强共价键在不破坏$C_{3}$旋转对称性的情况下移除该碳原子,并且我们仅保留了移除的碳原子的三个最近邻居上的哈伯德相互作用,这些碳原子随后表现为磁性杂质。这三个杂质自旋耦合到三个导电沟道具有一定的螺旋度,其中两个支持一个发散的局域态密度(LDOS)$\propto 1/ [ | ω\ | \ln ^{2}( Λ/| ω\ | \ ) \ ] $附近的狄拉克点$ω\rightarrow 0$,即使状态的体积密度线性消失。我们用数值重整化群方法研究了三杂质多沟道Kondo模型。对于弱势散射,近藤模型的基态是粒子-空穴对称的自旋- $1/2$二重态,三个杂质自旋之间存在铁磁耦合;对于中等势散射,基态变成粒子-空穴非对称的自旋单线态,三个杂质自旋之间存在反铁磁耦合。这种行为是继承了安德森模型包含氢杂质和所有四个碳原子在其附近。
2019-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Performance analysis of continuous-time solvers for quantum impurity models
杂质求解器在“动力学平均场”近似下的强关联电子系统的数值研究中起着至关重要的作用。最近,一类新的连续时间求解器已经开发出来,在相互作用或杂质浴杂交的配分函数的图形扩展的基础上。我们研究了这两种互补方法的性能,并将其与成熟的Hirsch-Fye方法进行了比较。结果表明,连续时间的方法,特别是在杂交扩展的版本,提供了大量的计算效率的收益。
2007-12-28 cond-mat.str-el
Electronic excitation spectra of the five-orbital Anderson impurity model: From the atomic limit to itinerant atomic magnetism
利用连续时间量子MonteCarlo方法、精确对角化方法和Hartree-Fock方法研究了五轨道Anderson杂质模型中库仑相互作用的竞争和杂化效应.系统地研究了杂质占据数$N \approx 6$的电子激发光谱和热力学基态性质与杂化强度和库仑相互作用形式的关系。随着杂交强度的增加,近藤共振出现,加宽,并与一些上部和下部的哈伯德峰合并。伴随着,在杂质位点处的电荷波动增加。与单轨道模型相反,一些原子多重峰和交换分裂卫星尽管存在强烈的电荷波动。我们发现,洪德的耦合导致一个国家,其特点是作为一个巡回的单原子磁铁。随着填充的增加,磁矩减小,但自旋冻结现象持续到$N\approx 8$。当杂化较弱时,原子电离峰的位置对杂质在位能量的移动相当敏感。这允许在电子激发光谱中区分原子电离峰与准粒子峰或卫星。在方法方面,我们表明,从Monte Carlo和精确的对角化计算得到的光谱之间的比较是可能的,如果适当调整的电荷波动。
2014-04-30 cond-mat.str-el
Fermi and Non-Fermi Liquid Behavior of Quantum Impurity Models: A Diagrammatic Pseudo-particle Approach
本文综述了一个系统的多体方法,它能在相同的基础上描述量子杂质模型在低温下的费米液体和非费米液体行为。交叉到高温局部力矩制度也包括在内。该方法利用赝粒子表示的杂质希尔伯特空间中的无限库仑排斥$U$以及有限$U$的限制。近似来自一个生成的Luttinger-Ward功能,在重正化微扰理论的杂交$V$。在一个“保守的T-矩阵近似”(CTMA),包括所有的两个粒子的顶点函数,一个无限系列的领导红外奇异骨架图。严格执行本地约束。应用于SU(N)$\times$ SU(M)多通道Anderson模型,该方法可以恢复单通道情况下的费米液体行为,以及多通道情况下的非费米液体行为。结果进行了比较与“非交叉近似”(NCA)和数据得到的数值重整化群和Bethe anomaly。该方法的推广有限的现场排斥$U$的情况下,提出了一个系统的方式和解决的水平上的广义NCA,完全对称的所有虚拟激励的模型。
2001-05-25 cond-mat.str-el
A spin-dependent local moment approach to the Anderson impurity model
本文将局域矩方法推广到具有自旋相关杂化的Anderson杂质模型。通过采用两个自能的描述,最初提出的洛根和同事,我们应用的对称性恢复条件的情况下与自旋相关的杂交。自洽的基态通过变分最小化的基态能量确定。将我们的自旋相关局域矩方法应用于与铁磁引线耦合的量子点系统,得到的结果与以前用数值重整化群计算得到的结果吻合得很好.
2007-10-15 cond-mat.str-el
Non-interacting single-impurity Anderson model: solution without using the equation-of-motion method
从相应的本征能量方程出发,导出了无相互作用对称单杂质安德森模型(SIAM)的基态性质。显式公式给出的基态能量,杂交,和动量分布的变分方法的相互作用模型的基本量。各种光谱函数,例如,总态密度、相移函数和杂质谱函数显示与从运动方程方法(参见补充材料)获得的那些一致。对于一个恒定的杂化强度和半椭圆主机密度的状态,可以看出,杂质光谱函数建立在带边的重量。
2015-12-01 cond-mat.str-el
Anderson-like impurity in the one-dimensional t-J model: formation of local states and magnetic behaviour
我们考虑一个可积模型描述的安德森类杂质耦合到一个开放的$t$ - $J$链。在不破坏模型可积性的情况下,可以控制杂化(即其与体链的耦合)和局部光谱。随着杂化程度的变化,在多体基态中出现了holon和spinon束缚态。基于精确解,我们研究了杂质的状态及其对热力学量的贡献作为外加磁场的函数。只要将杂质的参数适当地调整到一维体的holon和spinon激发的能量尺度,就可以观察到杂质的磁响应中的Kondo行为。
2006-03-08 cond-mat.str-el
First-principles Calculation of the Single Impurity Surface Kondo Resonance
通过第一性原理计算,计算了Cu(111)表面和体原子的波函数以及它们与Co原子的杂化能,包括Co原子对Cu(111)表面和体原子的散射能.通过分析计算的杂化能,我们发现体原子态对近藤温度的贡献占主导地位,这与最近的实验结果一致.此外,我们还计算了扫描隧道显微镜(STM)的隧道电导,并将我们的结果与最近对Cu(111)表面中Co杂质的实验进行了比较。良好的定量协议被发现在短的平行杂质尖端距离(< 6 A)。我们的研究结果表明,需要一个新的制定的问题,在更大的距离。
2006-10-12 cond-mat.str-el
Effective low-energy description of the two impurity Anderson model: RKKY interaction and quantum criticality
我们发现,在两个杂质的安德森模型的RKKY相互作用包括两个贡献:铁磁部分源于对称化的杂化功能和反铁磁部分。我们证明,这种反铁磁的贡献也可以产生的两个杂质之间的有效的本地隧道项。这种隧穿可以解析计算的粒子-空穴对称杂质。用对称部分和隧穿项代替全杂化函数,得到了数值重整化群中相同的低温不动点谱。补偿这个隧道项是用来恢复Varma-Jones量子临界点之间的强耦合相和一个本地的单态相,即使在没有粒子-空穴对称性的杂交功能。我们分析研究的有效隧道项的空间频率的基础上的带色散和费米面的形状的组合。数值重整化群计算提供了距离相关隧穿项和局域自旋-自旋关联函数的比较。推导了全自旋-自旋关联函数与教科书RKKY相互作用的空间依赖关系。
2018-06-08 cond-mat.str-el
Pseudoparticle vertex solver for quantum impurity models
我们提出了一个基于伪粒子框架的量子杂质求解器,它结合了三点顶点的图解表示和四点顶点的图解蒙特卡罗采样。最近提出的方法[A]。J. Kim等人,arXiv:2112.15549]在这里被推广到费米杂质问题,我们讨论了实现的技术细节,包括时间步进方法,Monte Carlo更新,以及检查四点顶点的两粒子不可约性的例程。我们还解释了如何使用Dubiner基表示的顶点信息可以有效地存储。该算法的收敛性证明与应用程序的精确可解杂质模型和动力学平均场论模拟的单轨道哈伯德模型。该算法可以处理非对角杂交的双轨道问题,而非对角杂交在标准杂交展开蒙特卡罗模拟中会引起严重的符号问题.由于基于顶点的算法成功地处理符号振荡积分的平衡和样本连接的图表,它可能是一个很有前途的方法,实时模拟。
2022-09-03 cond-mat.str-el
Magnetic Impurity in a Metal with Correlated Conduction Electrons: An Infinite Dimensions Approach
我们考虑磁安德森杂质耦合到晶格位置的哈伯德模型。在无限维情况下,杂质电子的单粒子关联可用双杂质系统的有效哈密顿量来描述。其中一个杂质与自由电子池相互作用,并代表Hubbard晶格,另一个杂质通过裸杂化相互作用与第一个杂质耦合。在1/N展开的框架中,对于弱传导-电子相互作用(小U)的情况下,有效的两个杂质哈密顿量的研究揭示了通常的指数近藤尺度的增强。然而,中间相互作用(U/D = 1 - 3),变分原理处理,导致指数标度的损失。计算了有效双杂质系统的近藤温度T_K随杂化参数的变化,发现T_K随U的增大而减小。讨论了半填充时中间区近藤效应的非费米液体特性。
1997-06-27 cond-mat.str-el
Influence of Correlated Hybridization on the Conductance of Molecular Transistors
本文利用数值重整化群方法研究了自旋为1/2的单沟道Anderson杂质模型中的相关杂化(占位相关)问题。相关杂化能引起归一化零偏电导的非普适性偏差,并在某些参数下适度增强外加磁场中电流的自旋极化。相关杂交也可以解释一个门电压依赖于近藤规模类似于在最近的实验中观察到的。
2006-11-04 cond-mat.str-el
Impurity-Induced Antiferromagnetic Domains in the Periodic Anderson Model
周期性安德森模型的一个中心特征是反铁磁性之间的竞争,介导的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida相互作用在小传导电子-局部电子杂化$V$,和单重态形成在大$V$。在零温度下,在$d>1$维中,这两个相被量子临界点$V_c$分开。我们使用量子蒙特卡罗模拟来探索杂质的影响,这些杂质在AF制度中具有局部杂化$V_{*} < V_c$,这些杂质嵌入在具有$V > V_c$的本体单线态相中。我们测量的单重态相关性和反铁磁相关性,形成周围的杂质,以及由此产生的域的大小的抑制。我们的计算与CeCoIn $_{5-x}$ Cd $_x$的NMR测量定性一致。
2016-04-10 cond-mat.str-el
Multiplet effects in orbital and spin ordering phenomena: A hybridization-expansion quantum impurity solver study
强关联系统中的轨道和自旋有序现象通常采用局域密度近似+动力学平均场论方法来研究。然而,通常情况下,这种模拟仅限于简化模型(密度-密度库仑相互作用,高对称耦合和少带模型)。在这项工作中,我们实现了一个有效的通用杂交扩展连续时间量子蒙特卡罗杂质求解器(Krylov方法),使我们能够在更现实的环境中研究轨道和自旋有序,包括经常被忽略的相互作用(例如,自旋翻转和对跳跃项)、扩大的基组(全D对EG)、低对称性畸变以及达到非常低的温度(实验)范围。我们使用这个求解器来研究有序现象中选择的示例性低对称过渡金属氧化物:LaMnO 3和稀土锰氧化物以及钙钛矿CaVO 3和YTiO 3。我们发现自旋翻转和对跳跃项不影响稀土锰氧化物中的Kugel-Khomskii轨道级熔化转变,也不影响晶体场和库仑排斥驱动的轨道涨落的抑制。对于莫特绝缘体YTiO 3,我们发现一个铁磁转变温度为50 K,在非常好的协议与实验。对于LaMnO_3,我们证明了通常用于研究锰氧化物的经典t_2g自旋近似确实产生了一个与全d ~ 5轨道哈伯德模型非常一致的被占据的eg轨道,而由全d模型计算的自旋-自旋e_g- t_{2g}关联函数为0.74,非常接近于对eg和t_2g自旋的期望值; EG谱函数矩阵也被很好地再现。最后,我们表明,t2 g屏蔽减少了约10%的eg-eg库仑排斥
2013-02-20 cond-mat.str-el
Sparse modeling of large-scale quantum impurity models with low symmetries
量子嵌入理论为获得相关材料的定量描述提供了一条可行的途径。然而,一个关键的挑战是解决一个有效的相关轨道嵌入在电子浴杂质模型。许多先进的杂质求解器需要近似的浴连续使用有限数量的浴水平,产生一个高度非凸的,病态的逆问题。为了解决这一缺点,本研究提出了一种有效的拟合算法的矩阵值杂交函数的基础上的数据科学方法,稀疏建模,并紧凑表示松原格林函数。所提出的方法的效率证明了拟合随机杂化函数与大的非对角元素,以及那些高Tc化合物,LaAsFeO,在低温(T)的20轨道杂质模型。这些结果为复杂相关材料的量子嵌入模拟杂质求解器的未来发展设定了定量目标。
2020-08-03 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strong Coupling Quantum Impurity Solver on the Real and Imaginary Axes
Center for Materials Theory, Department of Physics and Astronomy, Rutgers University(罗格斯大学物理与天文学系材料理论中心)
本文提出强耦合展开的图解蒙特卡罗方法,可在实轴和虚轴上高效求解量子杂质问题,并基于BHQMC求解器获得高精度散射率,为DMFT提供可靠光谱与输运基准。
2026-09-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The Aubry-Andre Anderson model: Magnetic impurities coupled to a fractal spectrum
利用数值重整化群(NRG)研究了一维准晶中磁性杂质的Anderson模型。重点是阐明Aubry-Andre(AA)哈密顿量在临界点的物理性质,该哈密顿量具有多重分形波函数的分形谱,从而得到AA Anderson(AAA)杂质模型,该模型具有通过杂质位置的多重分形局域态密度定义的与能量相关的杂化函数.我们首先研究了一类具有均匀分形杂化函数的Anderson杂质模型,NRG可以在任意低温下求解。在近藤尺度$T_K$以下,这些模型接近分形强耦合固定点,其中杂质热力学性质与$\log_b T$一起振荡,大约由谱的分形维数确定的负平均值。分维也进入$T_K$对近藤交换耦合$J_K$的幂律依赖关系。为了治疗AAA模型,我们结合了核多项式方法(KPM)的NRG,形成一个有效的方法,可以治疗主机没有平移对称性的KPM展开顺序设置的温度范围。上述分形强耦合不动点是通过临界AAA模型在忽略波函数对杂交贡献的简化处理中达到的。温度平均的属性是那些预期的数值确定的分形维数的$0.5$。在AA临界点,杂质热力学性质变为负的和振荡的。在样本平均的情况下,近藤温度的平均值和中值对具有不同分维特征的指数的$J_K$表现出幂律依赖性。我们将这些签名归因于杂质探测分形强耦合不动点随温度降低的分布。
2023-03-20 cond-mat.str-el
Algorithm for computing perturbation series of dynamical mean field theory
本文提出一种用图解技术直接计算DMFT自洽解微扰级数的算法,避免循环内多重重求和,适用于平衡与非平衡态,并以Bethe晶格半填充Hubbard模型结合QQMC验证。
2025-04-27 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Exact treatment of exciton-polaron formation by Diagrammatic Monte Carlo
我们开发了一种无近似的图解蒙特卡罗方法来研究费米子粒子通过吸引库仑势和底层介质的玻色子激发同时相互作用。举例来说,我们应用该方法的长期存在的激子极化子的问题,并提出数值精确的结果的波函数,基态能量,结合能和有效质量的准粒子。重点讨论了电子-空穴对束缚态的形成,讨论了一般激子-极化子模型的各种极限情况。由于声子交换,经常使用的延迟相互作用的瞬时近似被发现是非常有限的适用性。对于轻电子和重空穴的情况,该系统可以很好地近似为一个静态吸引杂质场中的粒子。
2008-03-25 cond-mat.str-el
Inclusion-Exclusion Principle for Many-Body Diagrammatics
最近成功的模拟费米子量子杂质模型的蒙特卡罗方法已经基于图解重算技术,但限制了需要总结在factorially大类的图表。我们提出了一个快速算法,总结了图中出现的尺蠖杂交扩展。该方法依赖于包含-排除原理,以减少从阶乘到指数的缩放。我们分析了增长率,并与多体相互作用中的膨胀相关算法进行比较。一个实现表明,对于以合理的参数和准确度模拟具体物理模型,我们的算法不仅在渐进性上具有更好的扩展性,而且在实践中比以前的最新技术提供了大约两个数量级的性能增益。
2018-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.comp-ph
Ergodicity of the Hybridization-Expansion Monte Carlo Algorithm for Broken-Symmetry States
随着动力学平均场论的成功,量子杂质问题的求解器已经成为强关联系统数值研究的重要工具。当相互作用很强时,对"杂质“和浴之间杂交的幂的扩展的连续时间量子蒙特卡罗采样提供了一个强大的求解器。在这里,我们表明,通常的更新,添加或删除一对创造湮灭运营商严格不遍历几类涉及空间分量的破对称。我们发现,更新与大量的同时更新的创造-湮灭运营商对解决这个问题。作为一个例子,我们应用四个算子的更新,是必要的遍历性的情况下,d-波超导的元胞动力学平均场论的单带哈伯德模型。虽然这些结果在质量上与以前发表的结果相似,但在数量上比以前的结果更好,更接近于通过其他方法获得的结果。
2014-02-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
An effect of Sm vacancies on the hybridization gap in topological Kondo insulator candidate SmB$_6$
在近藤绝缘体SmB $_6$中预测的拓扑状态的必要元素是在该化合物中在低温下打开的杂化能隙。在这项工作中,我们提出了一个比较研究的间隙态密度,由于Sm空位的拉曼散射光谱和样品的热容量的Sm空位的数量等于或低于1%。我们表明,杂交间隙是非常敏感的Sm空位的存在。当空位量超过1%时,空位被杂质态填充,低温热容增强。
2017-12-04 cond-mat.str-el
Numerically Exact Long Time Behavior of Nonequilibrium Quantum Impurity Models
一个Monte Carlo抽样的非交叉近似的图解校正提供数值精确估计的长时间动态和稳态性质的非平衡量子杂质模型。这种“大胆”的扩展收敛均匀的时间和显着改善迄今为止限制了强大的相互作用的实时量子问题的实时蒙特卡罗方法的权力的符号问题。新的方法使以前难以解决的问题,从一般的长时间非平衡输运特性的系统与现场大排斥的动力学平均场论的频谱函数的直接描述。
2011-05-05 cond-mat.str-el
Aberration of the Green's function estimator in hybridization expansion continuous-time quantum Monte Carlo
我们描述了一个畸变的Rescue估计通常用于杂交扩展连续时间量子蒙特卡罗的格林函数。这是由于泡利原理的限制,在安德森杂质模型的计算与浴组成的一个离散的能谱。我们确定了缺失的费曼图,描述了受影响的模型,并讨论了影响以及解决方案。当使用蠕虫采样或存在连续浴时,不会发生此问题。然而,某些能量谱可以固有地接近一个离散的限制,我们解释了为什么自相关时间可以变得非常大,在这些情况下。
2022-11-11 cond-mat.str-el
A continuous-time solver for quantum impurity models
我们提出了一个新的连续时间求解量子杂质模型,如那些相关的动力学平均场论。它是基于一个随机采样的扰动扩展的杂质浴杂交参数。与量子蒙特卡罗和精确对角化计算的比较证实了新方法的准确性,该方法即使在低温和强相互作用下也可以进行非常有效的模拟。作为功率的方法的例子,我们提出的结果的温度依赖性的动能和自由能,使温度驱动的金属-绝缘体过渡的准确位置。
2006-08-24 cond-mat.str-el
Double-expansion impurity solver for multiorbital models with dynamically screened U and J
我们提出了一个连续时间的Monte Carlo杂质求解器的多轨道杂质模型,它结合了强耦合的杂交扩展和弱耦合扩展的Hund的耦合参数J。这种双扩展的方法允许治疗占主导地位的密度-密度相互作用U内的有效段表示。我们测试了一个具有静态相互作用的双轨道模型的方法,然后解释了双重展开如何允许模拟具有频率依赖性U(ω)和J(ω)的模型。用这种方法研究了一个富勒烯玩具模型中的自旋态跃迁,该模型中的J是排斥的裸J,而J是吸引的屏蔽J。
2015-06-03 cond-mat.str-el
Two Anderson Impurities in the Kondo Limit. Systematic Study
本文用变分波函数方法分析了强库仑排斥极限下的两个Anderson杂质问题,并解析地求解了波函数方程。我们发现了两对双重态,一个奇数和一个偶数相对于杂质之间的中平面。这些双重态显著地强有力地利用了哈密顿量的杂化项,并且具有比单个杂质大得多的近藤相关能(近藤能)。此外,这些双峰结合形成一个超级单线态。这种超单态利用剩余的杂化概率来提高其相对于双态能量的能量,但是对于低维系统和在双态充分发展的杂质间距离处,其能量增益是指数小的。双峰背后的相互作用是一阶的(在有效的近藤耦合),它也产生了平行排列的杂质自旋。这种铁磁杂质-杂质响应因此在不借助于RKKY相互作用的情况下产生。这种一级双重相互作用的有效范围也比RKKY相互作用大得多。
2006-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el