Response to comment on "Spin-lattice coupling and the emergence of the trimerized phase in the $S=1$ kagome antiferromagnet Na$_2$Ti$_3$Cl$_8$", Phys. Rev. Lett. 124, 167203 (2020)
在$S=1$ kagome反铁磁体Na $_2$ Ti $_3$ Cl $_8$的上下文中,我们回应Khomskii等人的评论[D.I. Khomskii,T. Mizokawa和S.V. Streltsov,Phys. Rev. Lett. 127,049701(2021)]的研究。保罗,C.- M.钟氏T. Birol和H. J. Changlani,Phys. Rev. Lett. 124,167203(2020)]。
2021-08-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Symmetry-Driven Trimer Formation in Kagome Correlated Electron Materials
本研究针对kagome关联电子材料中过渡金属团簇形成的调控机制不明问题,提出对称性、关联与电子填充驱动的三聚体稳定判据,通过理论计算验证其有效性,为量子材料设计提供通用规则。
2025-05-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Non-perturbative linked-cluster expansions for the trimerized ground state of the spin-one Kagome Heisenberg model
我们使用非微扰的链接集群的扩展,以确定每个网站的自旋一海森堡模型的kagome晶格的基态能量。为此,引入了一个参数,允许在完全三聚化状态和各向同性模型之间进行插值。基态能量每网站的全图分解到6个三角形(18自旋)的图形显示了一个复杂的行为作为这个参数的函数接近各向同性模型,我们属性的发散部分系列的准一维无阻链图的图形扩展。更具体地说,这些发散可以追溯到耦合三角形的一维无阻链的量子临界点。有趣的是,重组的非微扰的连接的集群膨胀的集群与增强的对称性产生的基态能量,每个网站的各向同性的二维模型是在定量协议与其他数值方法,有利于自发三聚的系统。我们的研究结果是一般的重要性,任何非微扰的几何挫折系统上的连锁集团扩展。
2015-08-21 cond-mat.str-el
XXZ and Ising Spins on the Triangular Kagome Lattice
最近制造的二维磁性材料Cu 9 X 2(cpa)6·xH 2 O(cpa=2-羧基戊烯酸; X=F、Cl、Br)具有形成三角形kagome晶格(TKL)的铜位点,该三角形kagome晶格(TKL)通过在每个kagome三角形("b-三聚体“)内部引入小三角形(" a-三聚体")而形成。我们表明,在极限的自旋驻留在b-三聚体有伊辛字符,XXZ自旋驻留在a-三聚体的量子涨落可以完全占在没有外加电场。这是通过一个映射到戈薇伊辛模型,精确的解析解存在。我们导出了XXZ-伊辛模型的完整的有限温度相图,包括七个基态相的剩余零温度熵。而纯伊辛TKL模型的无序(自旋液体)基态的宏观剩余熵ln 72 =4.2767.对于每个晶胞,相邻$a$ -自旋之间的横向(量子)耦合的引入将该熵减小到2.5258.每单位细胞。在外加磁场的情况下,我们将TKL XXZ-伊辛模型映射到具有三自旋相互作用的kagome伊辛模型,并导出了基态相图。一个小的(甚至是无穷小的)场会导致一个新的相,对应于戈薇晶格上的一个不相交的回路气体,熵为1.4053。每个单位单元的平均磁化强度和每个位置的0.12(1)的b-自旋。此外,我们还发现,在适当的外加磁场下,存在一个临界自旋液相,它映射为蜂窝晶格上的密排二聚体,即使α自旋处于Heisenberg极限,它仍然存在.
2008-05-16 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Spin--lattice coupling and the emergence of the trimerized phase in the $S=1$ Kagome antiferromagnet Na$_2$Ti$_3$Cl$_8$
自旋1反铁磁体在自然界中非常丰富,但很少有理论或结果来理解它们的一般性质和行为,特别是在存在几何挫折的情况下。在这里,我们研究了$S=1$ Kagome化合物Na $_2$ Ti $_3$ Cl $_8$使用密度泛函理论,精确对角化,和密度矩阵重整化群方法的组合,以实现第一原理支持的解释在这个化合物中的奇异磁相。我们发现,有效的磁哈密顿量包括必要的非海森堡条款,不源于自旋轨道耦合,和三聚和自旋磁相位相关。实验观察到的结构过渡到呼吸Kagome阶段是由自旋-晶格耦合,这有利于对四极的三聚磁相驱动。因此,我们表明,晶格效应可能是必要的,以了解在阻挫磁性化合物的磁性,并surprises,Na $_2$ Ti $_3$ Cl $_8$是一种化合物,不能理解从只有电子或只有晶格哈密顿量,非常像VO $_2$。
2019-09-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
RVB description of the low-energy singlets of the spin 1/2 kagome antiferromagnet
在短程RVB(共振价键)子空间中对kagome晶格上的三聚体和规则(非三聚体)海森堡模型的广泛计算表明,短程二聚体单线态捕获了两种模型的特定低能特征。在三聚体的情况下,单重态光谱分裂成带,其中位于一种类型的键上的二聚体的平均数目是固定的。这些结果与最近提出的一个有效模型的平均场解吻合得很好。对于规则模型,得到一个连续的,无间隙的频谱,在定性上与精确的对角化结果一致。
2000-03-06 cond-mat.str-el
Helical Ordering of Spin Trimers in a Distorted Kagome Lattice of Gd$_3$Ru$_4$Al$_{12}$ Studied by Resonant X-ray Diffraction
用共振X射线衍射和极化分析研究了Gd离子畸变kagome晶格的Gd $_3$ Ru $_4$ Al $_{12}$在$T_1$ =17.5 K和$T_2$ =18.5 K的连续磁相变。有人提出,在该化合物中,最近邻Gd三角形上的$S=7/2$自旋形成铁磁三聚体,而Gd晶格可以有效地看作是$S=21/2$自旋三聚体的反铁磁三角晶格[S. Nakamura等人,Phys. Rev. B 98,054410(2018)]。结果表明,该系统的磁序可用无公度波矢$q$ ~(0.27,0,0)来描述,它随温度的变化很小。在低于$T_1$的低温阶段,考虑到自旋三聚体形成了具有$c$ -轴和$c$ -平面分量的螺旋序,很好地解释了实验结果.在$T_1$上方的中间阶段,$c$轴分量消失,导致$c$平面内的正弦结构.在$T_1$处的正弦-螺旋转变可以看作是手性自由度的有序化,其在中间相是简并的。
2019-01-14 cond-mat.str-el
Magnetic Anisotropies and Skyrmion Lattice Related to Magnetic Quadrupole Interactions of the RKKY Mechanism in Frustrated Spin-Trimer System Gd$_{3}$Ru$_{4}$Al$_{12}$ with a Breathing Kagome Structure
本文研究了Gd$_{3}$Ru$_{4}$Al$_{12}$中磁四极相互作用的起源,提出包含MQ和偶极相互作用的哈密顿量,并揭示MQ自由度在稳定有限温度斯格明子晶格中的关键作用。
2024-12-21 cond-mat.str-el physics.atm-clus
Cluster quantum Monte Carlo study of two-dimensional weakly-coupled frustrated trimer antiferromagnets
我们报道了基于自旋三聚体的团簇量子蒙特卡罗模拟的结果,对由弱耦合三自旋(三聚体)团簇组成的二维受抑量子反铁磁体的热力学性质进行了模拟。特别地,我们考虑了自旋为1/2的kagome晶格与一个强大的呼吸失真,和三角形正方形晶格模型先前提出的铜酸盐La ${}_4$ Cu ${}_3$ MoO ${}_{12}$。对于这两种情况下,我们证明了一个适当选择的基于三聚体的计算基础,使我们能够显着减少量子蒙特卡罗符号问题的低温制度。除了探索三角形-正方形晶格模型的热力学行为,我们还评估了平均场论为基础的预测手征秩序的开始。对于呼吸畸变kagome晶格模型,我们在量子自旋液体和晶格-自旋区域观察到了稳定的双峰结构。
2022-03-30 cond-mat.str-el
Magnetic Properties and Thermal Entanglement on a Triangulated Kagome Lattice
利用基于Gibbs-Bogoliubov不等式的类变分平均场处理方法,分析了三角Kagome晶格上自旋为1/2的Ising-Heisenberg模型的磁性和纠缠热平衡性质.由于海森堡三聚体之间的伊辛型交换相互作用具有可分离的性质,因此可以对每个三聚体分别计算自洽场中的量子纠缠。即使在没有磁场的情况下,三量子比特各向同性海森堡模型在有效伊辛场中的纠缠度也是非零的。磁性和纠缠特性表现出共同的(平台和峰值)功能,可通过(反铁磁)耦合常数和外部磁场。在量子位之间存在反铁磁耦合的情况下,相变的临界温度和共存的阈值温度是一致的。在饱和相和阻挫相中存在纠缠相和非纠缠相。
2010-12-25 cond-mat.str-el quant-ph
Breathing kagome XY quantum magnet with four-site ring exchange
我们研究了最近邻(NN)交换的三聚化(呼吸)对可果美晶格上平面XY自旋1/2铁磁体的影响,包括额外的四位环交换。对于均匀NN交换,该模型先前已被证明是从一个长程有序铁磁体过渡到Z2量子自旋液体凭借环交换。使用量子Monte-Carlo计算,基于随机级数展开,我们提出的自旋刚度,量子相图,纵向静态,以及横向动态结构因子的结果。我们的研究结果证实了三维XY的普遍性,也在有限的三聚体,并建议一个简单的延续统一的情况下的量子临界点成一条线的重新缩放的交换参数。此外,在任何三聚和有序相的基本激发可以很好地理解的线性自旋波理论,而超过临界线,在自旋液相中,我们发现的签名的自旋连续。
2021-02-19 cond-mat.str-el
Dimensional crossover of a frustrated distorted kagome Heisenberg Model: Application to FeCrAs
受最近实验工作的启发,我们研究了六角Fe $_2$ P/ZrNiAl结构(空间群$P{\bar{6}}2m$)的经典自旋模型的磁性.当两个过渡金属/稀土位点都携带磁矩时,一个具有交替的扭曲的kagome和三角形晶格层。三角形晶格的每一点都位于一个扭曲的六边形的中心,实际上对应于三个孤立的磁性原子:一个“三聚体”。我们表明,一个简单的模型组成的反铁磁相关的海森堡自旋的挫折扭曲kagome晶格耦合铁磁或反铁磁海森堡自旋在三聚体的平均位置,导致丰富的相图,包括可能的选择的$(1/3,1/3,0)$磁顺序可能已经看到在FeCrAs。
2011-05-19 cond-mat.str-el
Atomic quantum gases in Kagomé lattices
我们证明了创造和控制一个理想的和\textit{trimerized}光学Kagomé晶格的可能性,并研究了各种原子气体在这种晶格中的低温物理。在三聚的Kagomé晶格中,玻色气体表现出分数填充因子的Mott跃迁,而无自旋相互作用的费米气体在2/3填充时表现为三角形晶格上的量子磁体。最后,费米-费米混合物在半填充的两个组件表示一个受抑的量子反铁磁体与共振价键基态和量子自旋液体行为占主导地位的连续谱的单重态和三重态激发。讨论了利用分子玻色凝聚体制备和观测这种量子自旋液体的方法。
2004-01-28 cond-mat.other cond-mat.str-el
Plaquette-triplon analysis of magnetic disorder and order in a trimerized spin-1 Kagomé antiferromagnet
本文用低能玻色子理论研究了三聚Kagomé晶格上自旋为1的Heisenberg模型。该模型具有三角形内反铁磁交换相互作用$J$(设置为1)和两个三角形间耦合$J^\prime>0$(最近邻)和$J^{\prime\prime}$(次最近邻;两个符号)。该模型的三重态分析研究了$J^\prime$ - $J^{\prime\prime}$平面中三聚单重态(TS)基态的稳定性。它给出了一个量子相图,有两个无隙反铁磁(AF)有序相分离的自旋能隙TS相。TS基态被发现是稳定的$J^{\prime\prime}=0$线(最近邻的情况下),并在它的两侧为$J^{\prime\prime}\neq 0$,在一个扩展的区域由过渡到无带隙AF阶段的临界线界定。负$J^{\prime\prime}$区的无隙相位具有$\sqrt{3}\times\sqrt{3}$共面$120^\circ$ -AF阶,所有的矩的长度和相对角度都相等.另一个AF相位,在正$J^{\prime\prime}$区域,被发现表现出不同的共面顺序与有序波矢量${\bf q}=(0,0)$。这里,三角形中的两个磁矩大小相同,但比第三个短。当两个短力矩之间的角度为$120^\circ-2δ$时,短力矩和长力矩之间的角度为$120^\circ+δ$。只有当$J^{\prime\prime}=J^\prime$,它们的大小变得相等,相对角…
2017-08-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Trimer classical spin liquid from interacting fractional charges
研究了磁场作用下棋盘格点上$J_1$ - $J_2$ - $J_3$伊辛模型分数电荷相互作用问题.由于排斥相互作用和磁场对粒子密度的调节,分数电荷形成了经典的自旋液体(CSL)相。CSL相由简并自旋组态组成,可以映射到对偶正方晶格的三聚体覆盖。CSL态表现出宏观基态熵,表明当量子涨落开启时,出现了新的量子自旋液体相;除CSL相外,体系还表现出多个磁化平台,反映了二聚体-单体混合物的肥沃屏蔽过程.
2019-10-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Trimer quantum spin liquid in a honeycomb array of Rydberg atoms
本文提出在里德伯原子蜂窝阵列中实现一类新型三聚体量子自旋液体,通过数值模拟发现具有U(1)×U(1)局域对称性的基态,并利用动力学制备增强其保真度,可在现有量子模拟器中实现。
2022-11-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Spontaneous trimerization in two-dimensional Antiferromagnets
本文提出了二维反铁磁体中一种新的量子顺磁态:自发三聚体态,它是由自旋三聚体构成的。每个三聚体是由三个相邻的SU(3)对称自旋形成的单重态。研究了kagome晶格中自旋为1的受抑海森堡模型.通过类比分数量子霍尔效应中的赝势方法,我们发现三聚体态为该模型的精确基态提供了一个完美的描述。其他有趣的属性,如本地激发以及磁化平台也进行了研究。结果表明,这种新态将加深我们对二维强关联系统中多体纠缠本质的理解。
2011-02-18 cond-mat.str-el
Topological states on the breathing kagome lattice
从理论上研究了近邻原子间具有反对称自旋轨道耦合的呼吸kagome晶格紧束缚模型的拓扑性质。我们发现,系统主机非平凡的拓扑相位,即使没有第二近邻跳跃,并且弱分散带的kagome晶格可以成为拓扑。主要结果以相图的形式呈现,其中$\mathbb{Z}_2$拓扑指数被示为SOC(内在允许和Rashba)和晶格三聚化的函数。此外,精确对角化的高对称点周围的有效的低能量理论进行了比较。我们发现,弱色散带具有非常强的拓扑性质,而且与蜂窝晶格相比,Rashba SOC可以产生拓扑相而不是阻碍拓扑相.最后,我们考虑的情况下,完全自旋极化(铁磁)系统,打破时间反演对称性。我们发现一个相图,其中包括有限的陈数系统。在这种情况下,弱分散谱带在拓扑学上对三聚化也是稳健的。
2019-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The trimer-based spin liquid candidate Ba4NbIr3O12
Ba 4 NbIr 3 O 12,一个以前没有报道过的材料与Ir 3 O 12三聚体的三角形平面几何形状,描述。磁化率测量表明,尽管居里-外斯温度为-13 K,但在1.8 K以下没有磁有序。该材料具有非常低的有效磁矩,为0.80 μB/f. u。为了观察较低温度下的行为,比热(Cp)被测量到0.35 K;它没有显示出磁有序的迹象,并且将Cp与T的幂律拟合为低于2 K,得到幂α = 3/4。比较以前未报道的三聚体化合物与4d元素Rh的位置的5d元素Ir,Ba 4 NbRh 3 O 12,提出。分析表明,Ba 4 NbIr 3 O 12是一种候选的自旋液体材料。
2018-11-04 cond-mat.str-el
Quantum spin-liquid behavior in the spin-1/2 random-bond Heisenberg antiferromagnet on the kagome lattice
利用精确对角化方法研究了kagome晶格上猝灭键无规性对$S=1/2$反铁磁海森堡模型有序性的影响.当随机性超过临界值时,该模型的基态表现出从非磁性态到随机性相关的无带隙自旋液体态的转变。讨论了S=1/2 kagome晶格反铁磁体herbertsmithite的影响。
2014-08-23 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Trimer liquids and crystals of polar molecules in coupled wires
我们研究了玻色子和费米子极性分子的配对和晶体不稳定性。通过分析和准精确的数值技术,我们表明,气体的复合分子二聚体以及三聚体可以稳定作为一个函数的线之间的密度差。一个浅的光晶格可以钉扎这两种液体,实现复合玻色子或费米子的晶体。我们表明,这些奇异的量子相位应在目前的实验条件下,在有限大小的限制势是可实现的。
2011-09-16 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
An exact spin liquid state on the kagome lattice with topological order
我们发现了一个精确的自旋液体状态,没有时间反演对称性的kagome晶格与奇数个电子的单位细胞和明确的波函数的所有本征态。我们还得到,除了平凡的情况下,所有的自旋-自旋关联为零。然后,我们表明,在我们的模型中有任意子激发。最后,我们证明了在我们的模型中存在的基态简并和无隙边态,表明非平凡的拓扑秩序。我们还通过局部和全局字符串操作符标记环面上的所有本征态。
2008-11-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Kagome model for a ${\mathbb Z}_2$ quantum spin liquid
本文研究了一个简单的反铁磁体模型,该模型由Kagome晶格上的最近邻SO($N$)单重态投影子组成。我们的模型与流行的$S=1/2$戈薇反铁磁体共享一些功能,但专门设计为量子蒙特卡罗的符号问题。在我们的数值分析中,我们发现作为$N$的函数的四极磁态和宽范围的量子自旋液体。一个可解的大- $N$推广表明,在我们的原始模型中的量子自旋液体是一个带隙的${\mathbb Z}_2$拓扑相。支持这一论断,数值研究的纠缠熵的符号自由模型显示了量子化的拓扑贡献。
2019-06-14 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Weak first-order phase transition out of the classical kagome spin liquid
University of Oslo(奥斯陆大学)
通过自旋分量数展开,发现经典kagome海森堡反铁磁体的自旋液体在低温下通过弱一级相变进入√3×√3相,该相的有序矩在零温饱和。
2026-05-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Quantum liquid from strange frustration in the trimer magnet Ba4Ir3O10
磁绝缘体等量子自旋系统通常表现出经典磁序,但这种经典态可以通过两种已知的挫折机制让位于具有奇异纠缠的量子液体:三角形图案晶格中的几何挫折,以及Kitaev蜂窝晶格中精确可解量子液体中的自旋轨道耦合挫折。在这里,我们提出了一种新的受抑量子液体的实验观察出现在一个不太可能的地方:磁性绝缘体Ba 4 Ir 3 O 10,其中Ir 3 O 12三聚体形成一个未受抑的正方形晶格。在实验上,我们发现了一个量子液态持续到0.2 K,是稳定的强反铁磁相互作用与居里-外斯温度-766 K。令人惊讶的挫折参数3800是超越任何已知的虹膜迄今为止。热容和热导率在低温下都是线性的,这在金属中是一个熟悉的特征,但在这里,绝缘体指向一种奇异的量子液态。仅2%的Sr替代Ba产生长程序在130 K和破坏的线性T功能。虽然Ir 4+(5d 5)离子在Ba 4 Ir 3 O 10似乎形成Ir 3 O 12三聚体的面共享IrO 6八面体,我们建议,内三聚体交换减少和晶格重组成一个阵列的耦合1D链与额外的自旋。解耦的一维链的极限可以解释大多数但不是所有的惊人的实验观察,表明链间耦合在导致这种量子液体的新挫折机制中起着重要作用。
2020-05-06 cond-mat.str-el
Competing Spin Liquid Phases in the S=$\frac{1}{2}$ Heisenberg Model on the Kagome Lattice
自旋- $\frac{1}{2}$ kagome反铁磁Heisenberg(KAFH)模型的基态性质在过去几十年里引起了人们的极大兴趣,最近的数值模拟报道了自旋液相。自旋液相的性质仍不清楚。例如,对称性和$Z_2$拓扑顺序之间的相互作用导致不同类型的$Z_2$自旋液相。本文发展了一种基于对称投影纠缠对态(PEPS)的数值模拟方法,该方法适用于二维强关联模型系统.然后,我们应用这种方法来研究的基态的KAFH模型的性质。我们的结果与基态是$U(1)$ Dirac自旋液体而不是$Z_2$自旋液体的结论是一致的。
2019-06-11 cond-mat.str-el quant-ph
Field-selective classical spin liquid and magnetization plateaus on kagome lattice
通过在kagome晶格上的$J_1$ - $J_2$-$J_3$伊辛模型中施加磁场,得到了经典的自旋液体相.正如我们在以前的研究中所证明的那样[物理学评论Lett。{ \bf 119},077207(2017)],该模型在零磁场下实现了一种CSL,六聚体CSL,其由具有混合总磁化的宏观简并自旋构型$M$组成。磁场选择其子集,其可以被映射到对偶晶格的三聚体覆盖,并形成$M=1/9$的磁化平台。除了这个CSL,我们发现另外两个磁化平台在$M=5/9$和$17/27$,这是由于“多聚体”的超结构上的双重晶格。
2020-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Evidence for a Gapped Spin-Liquid Ground State in a Kagome Heisenberg Antiferromagnet
在寻找具有量子自旋液体基态的自旋系统中,戈薇海森堡反铁磁体是一个领先的候选者。它的基态的性质仍然是一个有很大争议的问题。我们进行了17-O单晶NMR测量的S=1/2 kagome晶格在herbertsmithite ZnCu $_3$(OH)$_6$ Cl $_2$,这是已知的自旋激发光谱中表现出的自旋连续。我们证明了由17-O NMR频移推导出的本征局域自旋极化率$χ_{kagome}$在温度T ~ 0.03 J以下渐近为零,其中J ~ 200 K为Cu-Cu超交换作用。结合我们在低温下观察到的$χ_{kagome}$的磁场依赖性,这些结果表明,kagome海森堡反铁磁体具有有限隙的自旋液体基态。
2015-11-06 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Kagome Hubbard model away from the strong coupling limit: Flat band localization and non Fermi liquid signatures
本文利用非微扰数值方法研究Kagome Hubbard模型,发现弱耦合平带局域化绝缘体、中等耦合非费米液体金属及强耦合一阶Mott转变,并首次给出热尺度精确估计和实验基准。
2024-04-08 cond-mat.str-el quant-ph
External magnetic field effects on a distorted kagome antiferromagnet
本文报道了弱耦合畸变kagome系统Cu_{2}(OD)_3Cl在外加磁场$H$作用下的体磁化和弹性与非弹性中子散射的测量结果。我们的结果表明,低于6.7 K的有序态是一个倾斜的反铁磁体,由大的反铁磁$ac$ -组件和较小的铁磁$b$ -组件。通过第一性原理计算和线性自旋波分析,我们提出了一个简单的非均匀最近邻交换作用的自旋哈密顿量,得到了一个具有单离子各向异性的自旋三聚体耦合体系,该体系可以定性地再现Cu_{2}(OD)_3Cl的自旋动力学.
2008-06-04 cond-mat.str-el
Gapped $Z_2$ spin liquid in the breathing kagome Heisenberg antiferromagnet
研究了具有呼吸各向异性(即弱三角单元和强三角单元)的kagome晶格上自旋为1/2的海森堡反铁磁体,通过连续应用(最多三次)局域量子门对最近邻共振价键(RVB)态进行滤波操作,构造了一个改进的单形RVB模型.由此产生的投射纠缠对态涉及少量的变分参数(在每个应用水平上只有一个),并保留完整的晶格和自旋旋转对称性。尽管其简单的分析形式,单纯RVB提供了很好的变分能量在强,甚至中间呼吸各向异性。我们发现,它进行$Z_2$拓扑秩序,不褪色的前几个应用程序的量子门,这表明RVB拓扑自旋液体成为一个竞争的基态候选人的可果美反铁磁体在大呼吸各向异性。
2019-12-17 cond-mat.str-el quant-ph
Competeing orders in spin-1 and spin-3/2 XXZ Kagome antiferromagnets: A series expansion study
利用级数展开法研究了具有不同XY各向异性参数$Δ$的自旋1和自旋$3/2$ Kagome晶格XXZ反铁磁体中$\sqrt{3} \times \sqrt{3}$(RT 3)和$q=0$(Q 0)磁序之间的竞争.哈密顿量被分成两部分:一个$H_0$,它有利于在所需的模式和$H_1$,这是在微扰理论中处理的级数展开的经典秩序。我们发现,RT 3和Q 0阶段的基态能量序列是相同的,直到六阶的扩展,但最终发生的选择,这取决于自旋和各向异性$Δ$。给出了基态能量和磁化强度的计算结果。这些结果与最近的自旋波理论和耦合团簇计算进行了比较。相图的系列结果接近自旋波理论的预测。对于自旋为1的海森堡点模型($Δ=1$),我们的结果与消失的序参量一致,即没有磁有序相。我们还发展了自旋为1的海森堡模型在三聚相中的基态能量的级数展开式。我们发现该相的基态能量低于磁有序相,支持了该模型中自发三聚相的存在。
2015-10-28 cond-mat.str-el
Competing magnetic orders and spin liquids in two- and three-dimensional kagome systems: A pseudo-fermion functional renormalization group perspective
在二维和三维空间中,kagome晶格几何结构上的量子磁体是自旋系统的典型例子,在这些自旋系统中,几何挫折抑制了传统的磁有序,反而有利于低温下长距离纠缠自旋液体的出现。本文采用最近发展起来的赝费米子泛函重整化群(pf-FRG)方法研究了交换作用超过最近邻耦合的kagome和hyperkagome自旋系统的低温量子磁性.我们发现,次近邻耦合稳定的各种磁秩序,以及诱导额外的自旋液体制度,产生相当丰富的相图,我们的详细特征。在技术层面上,我们发现,PF-FRG的方法是在良好的定量协议与高温级数展开在其有效性范围内,它表现出系统的有限尺寸收敛的温度制度以下。我们讨论了显着的优势和目前的一些限制PF-FRG方法在正在进行的搜索非常规形式的量子磁性。
2016-11-22 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Transition between heavy-fermion strange metal and quantum spin liquid in a 4d-electron trimer lattice
研究发现在4d电子三聚体晶格中,重自旋子费米面统一支撑着重费米子奇异金属与量子自旋液体态,可变Nb浓度调控为关联量子物质研究提供了新范式。
2024-04-27 cond-mat.str-el
Spin Liquid Ground State of the $S=1/2$ Kagome Heisenberg Model
凝聚态物理学家长期以来一直在寻找一个现实的二维(2D)磁系统,其基态是{ \it自旋液体}--一种零温度状态,在这种状态下,量子波动已经融化了任何形式的磁序。最近邻的$S=1/2$海森堡模型在kagome晶格上似乎是一个理想的候选者,但近年来一些近似的数值方法已经产生了价键晶体。我们已经使用密度矩阵重整化群进行了非常精确的模拟上的许多圆柱体周长高达12晶格间距,发现而不是价键晶体的单线态带隙的自旋液体与实质上较低的能量,似乎有$Z_2$拓扑秩序。我们的结果,通过结合非常低的能量,短的相关长度和相应的小的有限尺寸效应,一个新的严格的能量约束,和一致的行为在许多圆柱体上,提供了强有力的证据,该模型的二维基态是一个带隙的自旋液体。
2010-11-29 cond-mat.str-el quant-ph
Distinct Spin Liquids and their Transitions in Spin-1/2 XXZ Kagome Antiferromagnets
利用密度矩阵重整化群方法,研究了自旋$1/2$ XXZ kagome反铁磁体的自旋液相。我们发现自旋液相的出现并不依赖于XXZ相互作用的各向异性。特别是,两个极端极限-伊辛(强$S^z$相互作用)和XY(零$S^z$相互作用)-与各向同性海森堡模型具有相同的自旋液相。得到了时间反演不变自旋液体和自发时间反演对称性破缺的手征自旋液体。我们表明,他们不断演变成彼此调整的第二和第三邻居的相互作用。最后,我们讨论了我们的结果对最近邻XXZ kagome反铁磁体中自旋液体性质的可能意义,包括研究最多的最近邻自旋- $1/2$ kagome反铁磁海森堡模型。
2015-01-22 cond-mat.str-el
Symmetry-protected non-Fermi liquids, Kagome spin liquids, and the chiral Kondo lattice model
非费米液体的理论描述是强关联量子物质中最具挑战性的问题之一。虽然有许多实验候选人这样的阶段,很少有例子可以使用控制的理论方法进行研究。在这里,我们介绍了一个新的概念的角度来分析描述的非费米液体物理的无隙自旋液体中产生的一个家庭的二维和三维的戈薇模型。我们首先讨论了一个安全的保护机制,负责的无间隙相的稳定性。然后,我们重新铸造的二维Kagome自旋模型作为一个手性近藤晶格模型,可以解决分析使用什么是在某种意义上的一个概括的耦合线结构。我们提供了广泛的数值证据,在二维Kagome模型的无隙自旋液体,并讨论了推广到三维。
2019-01-16 cond-mat.str-el
Trimer states with $\mathbb{Z}_3$ topological order in Rydberg atom arrays
三聚体被定义为图中两个相邻的边。我们研究的量子态作为一个晶格的所有三聚体覆盖的等重量的叠加,与每个顶点上有一个三聚体的约束:所谓的三聚体共振价键(tRVB)状态。利用它们的张量网络表示,我们表明,这些状态可以主机$\mathbb{Z}_3$拓扑顺序或可以是无隙液体与$\mathrm{U}(1) \times \mathrm{U}(1)$局部对称性。我们证明了这种连续对称性出现时,晶格可以是三方,使每个三聚体覆盖所有三个子格。在缺口的情况下,我们证明了稳定的拓扑顺序对稀释的最大三聚体覆盖,这是相关的现实模型中的密度三聚体可以波动。此外,通过将带隙tRVB态与$\mathbb{Z}_3$复曲面规范码光滑地联系起来,阐明了带隙tRVB态与$\mathbb{Z}_3$格点规范理论之间的联系,并讨论了tRVB态上的非局域激发.最后,我们通过精确对角化方法分析了正方晶格上稀释三聚体模型的零温相图,证明了基态在参数空间的一个狭窄区域内具有拓扑性质。我们表明,一个类似的模型可以实现在里德伯原子阵列利用封锁效应。我们研究了在此装置中的动态制备方案,并为实验探测$\mathbb{Z}_3$量子自旋液体提供了一条可行的路线。
2023-01-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Cyclotron reonance in a kagome spin liquid candidate material
该研究提出用回旋共振探测U(1)量子自旋液体中的中性Dirac自旋子,阐明外电磁场诱导涌现规范场的两种机制,并证明在kagome候选材料中可获得与石墨烯相当的累积吸收信号。
2025-07-25 cond-mat.str-el quant-ph
Topological insulator on the kagome lattice
在二维的可果美晶格中,流动的电子形成狄拉克半金属,类似于石墨烯。当晶格和自旋对称性被各种周期性扰动打破时,这种半金属会产生有趣的非磁性绝缘相。这些包括具有非平凡Z_2不变和鲁棒无隙边缘态的二维拓扑绝缘体,以及二聚和三聚的“Kekule”绝缘体。后两个是拓扑平凡的,但凯库勒相具有复杂的序参量分数带电涡激发。一个电荷密度波耦合到狄拉克费米子作为一个有效的轴向规范场。
2009-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A Kagome Map of Spin Liquids: from XXZ to Dzyaloshinskii-Moriya Ferromagnet
可果美晶格位于目前研究工作的十字路口,在量子自旋液体,手征相,紧急skyrmion激发和异常霍尔效应,仅举几例。鉴于这种多样性,我们在本文中的目标是建立一个统一的图片的基本磁自由度的戈薇。出于不断增长的马赛克材料,我们特别考虑了广泛的最近邻的相互作用组成的Dzyaloshinskiii-Moriya以及各向异性铁$-$和反铁磁耦合。我们提出了一个kagome格上的三重映射,它将著名的海森堡反铁磁体和XXZ模型转换成两条时间反演不变的哈密顿量。这个映射对于经典和量子自旋都是精确的,也就是说,它保留了原始海森堡模型和XXZ模型的能谱。因此,在经典水平上,所有相位都具有广泛的基态简并性。这些基态支持各种现象,如铁磁诱导的结构因子和自发标量手征的可能性箍缩点。对于量子自旋$-1/2$,XXZ模型最近被证明是一种量子自旋液体。将我们的三重映射应用于XXZ模型,得到了一个以量子无序的典范伊辛反铁磁体为中心的量子自旋液体的连通网络。我们表明,这种量子无序蔓延在一个扩展区域的相图在线性顺序的自旋波理论,这与参数区域的Herbertsmithite ZnCu $_3$(OH)$_6$ Cl $_2$重叠。最后,我们通过讨论我们的研究结果与在戈薇上发现的具有进一步最近邻相互作用的手性自旋液体以及最近合成的三元金属间化合物材料之间的联系来结束这项工作。
2015-08-01 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Dimer, trimer and FFLO liquids in mass- and spin-imbalanced trapped binary mixtures in one dimension
我们提出了一个有吸引力的二元混合物中存在的自旋和质量不平衡的哈伯德模型描述的一维设置系统的调查。在讨论了典型的冷原子实验实现以及微观参量与有效参量之间的关系后,利用密度矩阵重整化群和量子蒙特卡罗模拟方法,研究了囚禁Fermi-Fermi和Bose-Bose混合体的密度分布、动量分布和关联函数等多体特性.特别是,我们专注于富尔德-费雷尔-拉金-Ovchinnikov,二聚体和三聚体流体在非均匀的情况下,通常实现在冷气体实验由于谐波限制的稳定性。最后,我们考虑可能的实验签名,这些阶段都存在一个有限的极化和有限的温度。
2012-03-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Quantum magnetism of the spin-1 kagome-lattice antiferromagnet
Tohoku University(东北大学)
用大规模 Lanczos 对角化和有限温度 Lanczos 方法研究自旋-1 三角晶格海森堡反铁磁体,确定零温磁化平台态及对应状态,给出有限温度下比热双峰结构等,为候选材料相关测量提供基准数据。
2026-09-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Kagome spin liquid: a deconfined critical phase driven by $U(1)$ gauge fluctuation
研究了可果美晶格上自旋最近邻反铁磁体$1/2$ XXZ的量子自旋液体相的性质。最近的数值计算表明,这样的可果美自旋液体是不敏感的XXZ各向异性和邻近的手性自旋液相。将这个问题重新表述为具有动态玻色子的$U(1)$格点规范理论,我们提出可果美自旋液体可以理解为一个由$U(1)$规范涨落从一个受保护的拓扑相和一个超流相之间的一个退禁闭临界点扩展的退禁闭临界相。最重要的是,这个QSL的稳定性是由规范涨落保证的,因此我们的描述必然超出了QSL的常规平均场结构。我们的工作也使一个有趣的临界自旋液体之间的联系,解除限制的临界性,对称性保护的拓扑相和拓扑秩序。
2016-11-19 cond-mat.str-el
Nature of chiral spin liquids on the kagome lattice
我们研究了最近在推广的海森堡模型中发现的手征自旋液体的性质和稳定性。使用Gutzwiller投影波函数的方法-即部分子建设-我们得到大的重叠与这些扩展海森堡模型的基态。我们进一步建议,在时间反演不变的情况下的手性自旋液体的外观是链接到两个磁有序相之间的经典过渡线。
2015-03-11 cond-mat.str-el
Skyrmion fluid and bimeron glass protected by a chiral spin liquid on a kagome lattice
Skyrmions从基础和技术的角度来看都很有趣,因为它们有可能作为信息载体。但一个挑战涉及它们的操纵,特别是在高温下,热波动最终会使它们解体。在这里,我们研究了Skyrmions和手性自旋液体之间的竞争,使用后者作为熵缓冲施加准真空的Skyrmions。结果,温度变成了一个旋钮,将skyrmion密度从稠密的液体调整到稀释的气体,保护每个skyrmion的完整性免受顺磁衰变。有了这个额外的旋钮在手,我们发现在高场的拓扑自旋玻璃的零维和一维拓扑缺陷(分别)。skyrmions和bimerons)。
2023-02-07 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Comment on "$Z_{2}$ spin liquid phase on the kagome lattice: a new saddle point", by Tao Li [arXiv:1601.02165 (2016)]
在最近的一篇论文[arXiv:1601.02165]中,李涛声称,使用投影的古茨维勒费米子波函数获得的带隙$\mathbb{Z}_2$自旋液体可以在戈薇晶格上的海森堡模型中稳定下来。我们进行了非常精确的变分计算,并证实了前所未有的准确性的事实,即$\mathbb{Z}_{2}$自旋液体是一个本地的能量最小值,随着系统的大小,从而重申了一个无间隙的$U(1)$狄拉克自旋液体基态的情况。
2016-06-05 cond-mat.str-el
Gapless spin liquid in the kagome Heisenberg antiferromagnet with Dzyaloshinskii-Moriya interactions
大量的证据表明,最近邻的$S = 1/2$反铁磁海森堡模型在kagome晶格上的基态是一个无带隙的自旋液体。许多候选材料的实现这个模型具有另外的Dzyaloshinskiii-Moriya(DM)的相互作用。我们研究了这个系统的张量网络方法,并推导出一个弱的,但有限的DM相互作用是需要不稳定的无隙自旋液体状态。的临界幅度,$D_c/J \simeq 0.012(2)$,位于远低于DM强度提出的可果美材料herbertsmithite,表明需要重新评估的明显的自旋液体行为在这个系统中报告。
2018-12-01 cond-mat.str-el
Detecting crystal symmetry fractionalization from the ground state: Application to $\mathbb Z_2$ spin liquids on the kagome lattice
在量子自旋液体态中,分数自旋子激发可以携带分数晶体对称性量子数,这种对称性分数区分了不同拓扑有序的自旋液体态。在这项工作中,我们提出了一个简单的方法来检测签名的基态的波函数的晶体对称性表示,这样的晶体对称性碎裂。我们证明了我们的方法上投影$\mathbb Z_2$自旋液体波函数的戈薇晶格,并表明,它可以用来分类一般的波函数。特别是我们的方法可以用来区分几个建议的候选人的$\mathbb Z_2$自旋液体状态的kagome晶格。
2015-03-03 cond-mat.str-el
Spin liquid correlations in Nd-langasite anisotropic Kagomé antiferromagnet
用中子在单晶上的非弹性散射研究了几何阻挫Nd $\_3$ Ga $\_5$ SiO $\_{14}$化合物的动态磁关联。发现了一种在倒易空间中呈环形分布的散射信号,具有前所未有的色散特性。从相关自旋模型计算的静态磁散射的比较表明,所观察到的相是一个反铁磁kagomé的各向异性的Nd矩的晶格固有的自旋液体。
2006-05-23 cond-mat.str-el
Resonating dimer-monomer liquid state in a magnetization plateau of a spin-$\frac{1}{2}$ kagome-strip Heisenberg chain
高阻挫自旋系统,如戈薇晶格(KL)是一个宝库的新量子态与大纠缠。因此,我们利用密度矩阵重整化群(DMRG)方法研究了一维KL的kagome带链(KSC)上的自旋- $\frac{1}{2}$海森堡模型.通过对KSC的中心荷和纠缠谱的计算,我们发现了一种在1/5磁化平台上具有双简并纠缠谱的新型无带隙自旋液体态。在用动态DMRG方法计算的动态自旋结构中,我们还得到了一个无带隙的低能级连续谱。我们提出了一个共振二聚体单体液体状态,将满足这些功能。
2020-10-26 cond-mat.str-el
Exact Chiral Spin Liquid with Stable Spin Fermi Surface on the Kagome Lattice
研究了Kagome格点上Kitaev型量子自旋模型的精确可解性。我们发现一个丰富的相图,其中包括一个拓扑(带隙)手征自旋液体与带隙手征边缘状态,和一个带隙手征自旋液体相的自旋费米表面。电流模型的基态包含一个奇数的电子每单位细胞的定性区分它从以前研究的完全可解的模型与自旋费米面。此外,我们证明了自旋费米面对弱扰动是稳定的。
2011-05-20 cond-mat.str-el
Vestigial anyon condensation in kagome quantum spin liquids
我们构造了一个拓扑有序的晶格模型(kagome量子自旋液体),并用无偏量子蒙特卡罗模拟求解。一个三阶段的任意子凝聚与两个过渡从$\mathbb Z_2\boxtimes\mathbb Z_2$拓扑秩序的$\mathbb Z_2$拓扑秩序,并最终到一个平凡的对称相位被揭示。这些结果提供了量子磁体中拓扑序之间相变的具体例子。所设计的量子自旋液体模型及其数值解为进一步研究残余任意子凝聚提供了一个平台。
2021-01-07 cond-mat.str-el
Effects of Dzyaloshinskii-Moriya interactions in volborthite: Magnetic orders and thermal Hall effect
Volborthite提供了一个有趣的例子,一个高度受挫的量子磁体,其中铁磁和反铁磁相互作用在各向异性的戈薇晶格上竞争。最近的密度泛函理论计算提供了一个基于耦合三聚体的磁性模型,这与实验观察到的宽的1/3磁化平台是一致的。在这里,我们研究的Dzyaloshinskiii-Moriya(DM)的相互作用在伏硼硫石的影响。我们推导出一个有效的模型,其中出现在三聚体上的赝自旋1/2矩形成各向异性三角晶格的网络。使用有效的模型,我们表明,对于一个磁场垂直于kagome层,磁振子激发从1/3平台感到由于DM相互作用的Berry曲率,从而引起热霍尔效应。我们的磁振子玻色气体理论可以解释实验测量的磁化强度和霍尔热导率的定性特征。与实验的进一步定量比较对有效模型中的耦合常数提出了限制,促进了准一维图像。在此基础上,利用有效场论分析了低温磁相图,指出了磁场方向对低温磁相图的重要影响。
2020-02-29 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el