Universal collective Larmor-Silin mode emerging in magnetized correlated Dirac fermions
本研究通过大规模量子蒙特卡洛模拟，在磁化相互作用狄拉克费米子系统中发现源于相互作用的普适集体Larmor-Silin自旋波模式，为相关材料的实验探测提供了指导。
2024-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hydrodynamics of topological Dirac semi-metals with chiral and $\mathbb{Z}_2$ anomalies
本文研究了具有两个在动量空间中沿旋转轴分离的Dirac节点的拓扑Dirac半金属流体动力学模型。有人认为，除了手征反常外，该体系还具有另一个$\mathbb{Z}_2$。为了模拟这样的系统，我们引入了两个$U(1)$ -规范场。额外的$\mathbb{Z}_2$异常的存在导致流体动力学方程的非平凡的修改，并与麦克斯韦和辅助$U(1)$ -规范场的涡度和磁性部分的边界的新的动力学系数的外观。
2018-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el gr-qc
Lévy flights and hydrodynamic superdiffusion on the Dirac cone of Graphene
我们表明，石墨烯在中性点的流体动力学碰撞过程可以用Fokker-Planck方程描述，该方程具有分数阶导数，对应于动量空间中的Lévy飞行。因此，电子-电子碰撞引起频繁的小角度散射过程，这些过程被罕见的大角度事件中断。后者引起集体激发的超扩散动力学。我们认为，这样的超扩散动力学是更普遍的重要性，量子临界系统的平衡动力学。
2019-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hydrodynamics of Fermi arcs: Bulk flow and surface collective modes
提出了费米弧表面态的流体动力学描述。考虑到对杂质散射的强烈抑制，费米弧态的流体动力学机制在原则上应该是合理的。利用动力学理论，推导了费米弧流体动力学方程，并研究了费米弧流体动力学对整体流和表面集体模的影响。对于整体流动，费米弧流体力学的关键作用是修改相应的边界条件。在板的几何形状，它示出，取决于表面和散装之间的传输速率，板内的电子流体的流体动力学流动可以显着改变，甚至增强附近的表面。对于表面集体模的谱，与以前的研究一致，发现费米弧允许一个额外的无隙谱分支和动量空间中表面等离子体色散关系的强各向异性。在动量空间中，带隙模的特征是具有恒定频率的闭合椭圆轮廓。
2019-04-17 cond-mat.str-el hep-ph nucl-th
Hydrodynamics of charged two-dimensional Dirac systems II: the role of collective modes
利用Keldysh量子场论研究了超净相互作用二维Dirac电子的流体力学性质。我们从弱耦合和强耦合的角度研究了它。我们证明了长程库仑相互作用起着两个独立的作用：（i）它们提供了非弹性和动量守恒的散射机制，导致快速的局部平衡;（ii）它们促进了集体激发的出现，例如等离子体激元，这有助于与电子平等的输运性质。我们的方法是基于一个有效场论的集体场耦合到电子。在守恒近似的耦合系统，我们得到一组耦合的量子动力学方程。这为推导电子与等离子体相互作用系统的玻尔兹曼方程奠定了基础。由此，我们明确地推导出所有的守恒定律，并确定额外的贡献的能量密度和压力的等离子体激元。我们表明，等离子体出现在热电输运性质以及进入能量动量张量，如粘度的数量。在一个平行的文件中，我们讨论了相应的流体动力学方程的现象学与热电输运性质的眼睛。
2022-06-20 cond-mat.str-el
Holographic Hydrodynamics of {\it Tilted} Dirac Materials
本文构建倾斜 Dirac 锥量子材料的全息引力对偶，利用含 boost 黑洞的 anti de Sitter 模型计算热力学与输运性质，发现锥倾斜会降低剪切黏度熵密度比并违反 KSS 界限。
2022-11-28 cond-mat.str-el gr-qc hep-th
Out-of-bounds hydrodynamics in anisotropic Dirac fluids
我们研究了在电荷中性处具有合并狄拉克点的二维相互作用电子系统的流体动力学行为。沿一个结晶方向的色散是Dirac-like的，而它是牛顿的正交方向。因此，导电性在一个方向上是金属的，而在另一个方向上是绝缘的。剪切粘度张量的一个元素违反了剪切粘度与熵密度之比的著名下限，这种效应可以通过各向异性热哈根-普瓦维尔流来探测。
2018-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Collective excitations in Weyl semimetals in the hydrodynamic regime
用自洽流体力学方法研究了Weyl材料中的集体激发谱。相应的框架包括涡旋和手征异常效应，以及能量$b_0$和动量$\mathbf{b}$中Weyl节点之间的分离的依赖性。后者是通过陈-西蒙斯对麦克斯韦方程组中的电流和电荷密度的贡献而引入的。研究发现，即使在没有背景磁场的情况下，某些集体激发（如类螺旋模和反常霍尔波）也会受到手征位移$\mathbf{b}$的强烈影响.在背景磁场中，预言了具有线性色散关系的纵向和横向反常霍尔波的存在。它们起源于电荷密度和电磁场的振荡，其中场的不同分量通过Weyl半金属中的反常霍尔效应连接。
2018-06-12 cond-mat.str-el hep-th
Unified hydrodynamics theory of the lowest Landau level
本文提出了一个集体量子霍尔态的流体力学理论，它在一个统一的框架内描述了不可压缩液体、六角液晶、气泡固体和Wigner晶体态。该理论的结构是由时空对称性和静态剪切变形的对称性唯一确定的。与最近的实验一致，该理论预测了不可压缩液体的两种带隙集体模式。我们认为，上述两种模式的存在是磁化的二维集体液体的普遍性质。
2006-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Intertwined geometries in collective modes of two dimensional Dirac fermions
研究二维狄拉克锥零声光谱，发现手性波函数改变响应函数解析结构，各向同性相互作用产生非常规零声模式，可作为狄拉克点存在的灵敏探针。
2025-07-08 cond-mat.str-el
Collective modes in a Dirac insulator with short range interactions
本文研究了具有近邻相互作用的Halfton模型。我们发现，由于伪自旋和谷自由度的相互作用而产生的一维集体模式。在大带隙或中等相互作用极限下，这些激发是位于带隙中的低能模。在平凡绝缘体相和陈氏绝缘体相中，色散关系有本质的不同，因此可以用体性质来识别Halfton模型的拓扑结构。我们还讨论了如何在冷原子系统中检测这些模式。当物理的电流-电流相互作用引入到Halfton模型或Kane-Mele模型中时，就会出现阿贝尔规范理论。
2015-03-06 cond-mat.str-el hep-th
Semiclassical analysis of intraband collective excitations in a two-dimensional electron gas with Dirac spectrum
通过求解描述二维电子Dirac谱的半经典方程的初值问题，我们发现电子的集体激发是由几个不同的振荡分量组成的。等离子体中总是存在着具有已知等离子体频率$ω_{pl}(k)$的持续振荡。此外，还存在“载波频率”$ω= v_Fk$根据幂律随时间缓慢衰减的振荡（$v_F$和$k$是费米速度和波矢量）。这些振荡开始的原因具有与狄拉克电子极化函数分支相关的基本特征。强各向异性的初始扰动的电子分布产生额外的组件的无阻尼振荡的形式的电子单向束，这是范坎彭的模式在狄拉克等离子体。
2015-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.str-el
Homogenization of hydrodynamic transport in Dirac fluids
普通金属中的大尺度电流和热流可以用有效介质理论很好地近似：全局输运性质由均匀化耦合扩散方程的解决定。在一些金属中，包括几乎电荷中性的石墨烯的狄拉克流体，微观输运不是由扩散控制的，而是由一组更复杂的线性化流体动力学方程控制的，其形成与流体速度的斯托克斯方程耦合的退化椭圆型方程系统。在充分不均匀的介质中，这些流体动力学方程简化为均匀化的扩散方程。我们重新铸造的流体动力学输运方程的下确界的功能在保守的电流，并提出了一个功能框架来建模和计算的均匀化的扩散张量有关的电流和热流的电荷和温度梯度。我们推广到这个系统中的均匀化理论的两个著名的结果：Tartar的证明局部收敛的均匀化理论在周期性和高振荡介质，和次加性的随机介质中的上述功能具有高振荡，平稳和遍历系数。
2020-04-22 cond-mat.str-el math-ph math.AP
Collective modes in interacting two-dimensional tomographic Fermi liquids
我们开发了一个解析可解的模型，相互作用的二维费米液体与单独的碰撞弛豫率奇偶奇和奇偶偶费米表面变形。这种碰撞寿命的差异存在时，散射被限制在反演对称的费米表面，因此应该是一个通用的二维费米液体的功能。它意味着一个额外的意外的“层析”运输制度（标准的无碰撞和流体力学制度之间），其中偶宇称模式过阻尼，而奇宇称模式是无碰撞。我们推导出纵向和横向电导率的表达式，并讨论了沿碰撞层析流体动力学交叉的集体模式谱。纵向模式从零声在无碰撞制度的流体动力学第一声在层析和流体动力学制度，奇宇称阻尼出现作为一个subleading校正的寿命。在带电的费米液体与长程库仑耦合，这些模式减少到等离子体激元与强烈抑制奇宇称修正的阻尼。横向响应，相比之下，有一个特定的断层传输制度与两个假想的奇宇称模式，其中之一需要一个有限的排斥相互作用，不同的剪切声在碰撞制度和过阻尼扩散电流模式中的流体动力学限制。我们的工作表明，有深刻的多体方面的相互作用的费米液体，这往往被认为是很好的理解理论，仍然没有探索。
2022-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Temperature-Dependent Collective Excitations in a Three-Dimensional Dirac System ZrTe$_{5}$
本研究利用反射式高分辨电子能量损失谱研究三维狄拉克体系ZrTe₅的温度依赖集体激发，发现其等离激元能量与载流子浓度的1/3次方成正比，进而将该材料的电阻率反常归因于外禀狄拉克半金属的温度相关化学势偏移。
2023-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Granular Superconductor in a honeycomb lattice as a realization of Bosonic Dirac Material
本文研究了二维颗粒状超导薄片中相位振荡的低能有效理论。使用石墨烯的例子，我们提出了工程狄拉克节点的玻色子激发的证据：集体玻色子模式的光谱在布里渊区的K和K点交叉，形成狄拉克节点。我们展示了如何获得两种不同类型的集体相位振荡，它们类似于两带超导体中的Leggett和Bogoliubov-Anderson-Gorkov模式。我们发现，狄拉克节点被保存在存在的晶粒间的相互作用，尽管诱导的两个集体模式的定性特征的变化。最后，通过为两个亚晶格选择不同的在位势来打破亚晶格对称性，导致狄拉克节点附近的能隙开口，类似于费米狄拉克材料。玻色子激发的狄拉克节点色散将传统狄拉克锥激发的讨论扩展到玻色子的情形。我们称这种情况为玻色子狄拉克材料（BDM）的代表，类似于文献中广泛讨论的费米狄拉克材料的情况。
2016-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Non-Gaussian diffusive fluctuations in Dirac fluids
本文研究Dirac流体难以由扩散电荷输运直接识别的问题，通过涨落相对论流体动力学预测电荷输运FCS的精确非高斯渐近形式，并表明准一维非平衡条件下电荷噪声相对常规金属显著增强。
2024-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Coulomb screening and collective excitations in a graphene bilayer
我们研究了石墨烯双层膜的库仑屏蔽特性和集体激发。静态屏蔽效应是各向异性的，并且在未掺杂的石墨烯双层中比在单层石墨烯中强得多[1]。动态屏蔽显示了狄拉克气体在低频的性质和费米气体在高频的性质。从狄拉克到费米气体的跃迁也在等离子体光谱中观察到。最后，我们发现掺杂的石墨烯双层中的电子气与含有两个能谷的材料中的费米气体具有非常相似的性质。
2006-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Universal linear and nonlinear electrodynamics of the Dirac fluid
本文导出了在低于粒子间散射率的频率的流体力学体系中电子系统的线性和二阶非线性交流电导率之间的一般关系。流体动力学非线性电导率的大小和张量结构示出不同于他们的同行在更熟悉的动力学制度的较高频率。由于流体动力学方程的普适性，所得到的公式适用于从固态电子气体到自由空间等离子体的任意类Dirac-like色散系统，无论是有质量的还是无质量的，在任何温度、化学势或空间维数下都是有效的.作为这一理论的一个应用，石墨烯中的光子阻力和二次谐波产生的预测。
2017-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.str-el
Nonreciprocal electron hydrodynamics under magnetic fields: applications to nonreciprocal surface magnetoplasmons
最近的实验已经阐明，新的非平衡态固有的所谓的流体动力学制度实现在超纯金属具有足够强的动量守恒散射。在这封信中，我们制定了磁场下的电子流体力学与破缺的反转对称性的理论，并发现新的条款出现在流体力学方程中的非互易响应的实现起着至关重要的作用。具体来说，我们澄清，存在一种新型的非互易集体模式被称为非互易表面磁等离子体激元之间的相互作用所产生的磁场和轨道磁矩。我们揭示了这些非互易集体模确实引起了磁光响应的非互易性，如反射率。这里讨论的物理学将在具有反转对称破缺和磁场的电子流体动力学材料中的磁等离子体激元和非互易性这两个重要概念之间架起桥梁。
2021-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Predicting a Gapless Spin-1 Neutral Collective Mode branch for Graphite
利用具有短程电子排斥的2d石墨紧束缚模型，我们发现了一个自旋为1的无带隙中性集体模分支{ \em低于粒子-空穴连续区}，其能量随动量线性消失于BZ中的$Γ$和$K$点.这种自旋为1的模式具有宽的能量色散，从0到$\sim 2 eV$，并且不是朗道阻尼的。在石墨的化学势下，电子的“狄拉克锥谱”产生了我们的集体模式;因此我们称之为“狄拉克海”的“自旋-1零声”。超热中子散射实验，其中石墨单晶通常用作分析器（“自我分析”的机会！），而自旋极化电子能量损失谱（SPEELS）可以用来确认和研究我们的集体模式。
2001-10-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of giant and tuneable thermal diffusivity of Dirac fluid at room temperature
导电材料通常表现出扩散或弹道电荷传输。然而，当电子-电子相互作用占主导地位时，出现具有粘性电荷流的流体动力学状态（1-13）。更严格的条件最终会产生量子临界的狄拉克流体状态，其中电子热可以比电荷更有效地流动（14-22）。在这里，我们观察石墨烯中的热传输在扩散和流体动力学制度，并报告一个可控的过渡到狄拉克流体制度在室温下，使用载流子温度和载流子密度作为控制旋钮。我们介绍了时空热电显微镜技术与飞秒时间和纳米空间分辨率，它允许跟踪电子热扩散。在扩散状态下，我们发现热扩散率为$\sim$ 2,000 cm $^2$ /s，与电荷传输一致。值得注意的是，在动量弛豫之前的流体动力学时间窗口期间，我们观察到对应于高达70，000 cm $^2$ /Vs的巨大扩散率的热扩散，这表明狄拉克流体。这些结果是有希望的应用，如纳米热管理。
2020-12-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.optics
Collective effects in tilted Weyl cones: optical conductivity, polarization, and Coulomb interactions reshaping the cone
最近，三维系统中Dirac/Weyl锥的存在性已被实验证实。虽然在高能物理中，狄拉克/外尔锥的各向同性是由相对论不变性保证的，但在凝聚态系统中，这可能会发生修正，其中一种可能的类型是倾斜。本文研究了倾斜外尔锥在集体效应中的作用。我们研究了光学电导率以及极化函数。我们还利用重整化群计算研究了长程库仑相互作用的微扰效应。我们发现，倾斜微扰重整化为零，在低能量的系统流动到一个有效的非倾斜理论。
2018-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Collective cyclotron motion of the relativistic plasma in graphene
我们提出了一个理论的有限温度的热电响应函数的石墨烯，在流体动力学制度引起的电子-电子碰撞。在中等磁场中，狄拉克粒子经历集体回旋运动，其与温度相关的相对论性回旋频率与狄拉克等离子体的净电荷密度成比例。与伽利略不变系统中的无阻尼回旋极（Kohn定理）相反，这里存在由反向传播粒子和空穴之间的碰撞引起的有限阻尼。这种回旋运动表现为频率依赖的电导率中的阻尼极，并且在室温下的微波测量中应该容易检测到。我们还讨论了大能斯特效应预计在石墨烯。
2008-09-19 cond-mat.str-el hep-th
