Gapless and ordered phases in spin-1/2 Kitaev-XX-Gamma chain
Imperial College London(帝国理工学院);Nankai University(南开大学)
研究自旋-1/2 Kitaev-XX-Γ链的相变行为,揭示其在不同相间临界现象及磁序与量子临界性的相互作用。
2025-12-24 cond-mat.str-el
Glassy Spin Freezing and Gapless Spin Dynamics in a Spatially Anisotropic Triangular Antiferromagnet Ag2MnO2
利用弹性和非弹性中子散射技术,我们表明,冷却时,空间各向异性的三角形反铁磁体Ag $_2$ MnO $_2$冻结低于$T_f ~\sim 50$ K到短程共线状态。静态自旋关联是非常二维的,自旋涨落是无间隙的,具有两个特征弛豫速率,随温度线性变化。
2009-07-17 cond-mat.str-el
Tracking the effects of interactions on spinons in gapless Heisenberg chains
我们考虑了相互作用对海森堡自旋1/2链中自旋子激发性质的影响。我们明确计算的两个自旋部分的纵向结构因子的无限链在零场的所有值的各向异性在无隙反铁磁制度,通过一个精确的代数方法。我们的研究结果使我们能够定量地描述这些基本激发的情况下,从自由到完全耦合的链的行为,从而明确映射的影响“打开的相互作用”在一个强相关的系统。
2011-03-22 cond-mat.str-el hep-th
Gapless spin liquid and pair density wave of the Hubbard model on three-leg triangular cylinders
利用密度矩阵重整化群方法研究了三柱三角柱上哈伯德模型的基态性质。在半满状态下,我们在弱耦合的金属相和强相互作用的Mott绝缘二聚体相之间发现了一个中间无带隙自旋液相,它具有一个无带隙自旋模和代数自旋-自旋关联,但具有指数衰减标量手征-手征关联.在轻掺杂的无带隙自旋液体,该系统表现出幂律电荷密度波(CDW)的相关性,但短程单粒子,自旋自旋,手征手征的相关性。与CDW关联类似,超导关联也是准长程的,但符号随距离振荡,这与条纹对密度波一致。当进一步掺杂无隙自旋液相或掺杂二聚体有序相时,另一相接管,其具有类似的CDW相关性,但所有其他相关性呈指数衰减。
2021-03-14 cond-mat.str-el
Fractionalized gapless quantum vortex liquids
二维受抑量子反铁磁体的无带隙自旋液相的标准理论方法调用了自旋分馏成的费米子从属粒子的概念。作为一种替代,我们探索了新的类型的无带隙自旋液体相的挫折与XY各向异性的量子磁体中的涡旋的自旋分馏成无带隙巡回费米子。由此产生的无间隙分馏涡流液相研究内的一个从粒子的框架,这是双到通常的。我们证明了一些这样的阶段的稳定性,并描述其属性。我们给出了三角晶格上XY自旋1系统的一个显式结构,并将其解释为自旋1态附近的一个临界相。
2015-05-12 cond-mat.str-el
Gapped and gapless spin liquid phases on the Kagome lattice from chiral three-spin interactions
我们认为,一个相对简单的模型,只包含SU(2)不变的手征三自旋相互作用的S=1/2自旋的Kagome晶格可以产生一个带隙和无带隙的量子自旋液体。我们的论点是植根于制定网络模型的边缘状态,并通过仔细的数值分析。对于在晶格上均匀选择的手征,我们实现了Kalmeyer-Laughlin态,即被识别为nu=1/2玻色子Laughlin态的带隙自旋液体。对于交错的手征性,出现了一个无间隙的自旋液体,表现出沿动量空间中的线,我们通过研究有限宽度的准二维系统探测的功能,无间隙的自旋激发。因此,我们提供了一个单一的,吸引人的简单自旋模型(i)可能是最简单的实现Kalmeyer-Laughlin状态的日期,以及(ii)的非费米液体状态与线的无隙SU(2)自旋激发。
2014-09-07 cond-mat.str-el
Field-Driven Gapless Spin Liquid in the Spin-1 Kitaev Honeycomb Model
最近提出的自旋-1 Kitaev材料,如蜂窝镍氧化物与重元素的Bi和Sb,已经表明,这些化合物自然会引起反铁磁(AFM)Kitaev耦合。这种原子力显微镜Kitaev系统的概念兴趣已经引发了在原子力显微镜自旋1/2 Kitaev模型中的中间场强度的无间隙$U(1)$自旋液体的过渡的观察。然而,所有迄今已知的自旋1/2 Kitaev材料表现出铁磁键方向交换。在这里,我们讨论的物理自旋-1 Kitaev模型在磁场中,并显示,通过广泛的数值分析,AFM耦合,它表现出一个扩展的无隙量子自旋液体在中等场强。与其自旋1/2对应物的密切类比表明,这种无隙自旋液体是具有中性费米表面的$U(1)$自旋液体,这引起了增强的热输运特征。
2020-01-21 cond-mat.str-el
Possibility of Gapless Spin Liquid State by One-dimensionalization
基于对$κ$ -(BEDT-TTF)$_2$ Cu $_2$(CN)$_3$中无带隙自旋液态的观察,我们在共振价键平均场近似下分析了各向异性三角晶格$S=1/2$ Heisenberg模型.注意到小准一维各向异性的材料,我们采取的方法从一维(1D)链加上令人沮丧的锯齿键。通过计算改变各向异性参数$J'/J$的单粒子激发谱,从一维链到各向同性三角晶格,我们发现在很宽的一维极限范围内几乎没有带隙的激发.这种一维阻挫被认为是一个候选的无隙自旋液体状态的机制。
2007-04-03 cond-mat.str-el
Topological spinon semimetals and gapless boundary states in three dimensions
近年来人们致力于理解具有无隙体激发的物质的拓扑相,其特征在于拓扑不变量和受保护的本征边界态。在这里,我们表明,拓扑半金属的马约拉纳费米子出现在精确可解的Kitaev自旋模型的一系列三维晶格。这些模型的基态都是量子自旋液体,具有Majorana费米子激发的无隙节谱。它示出,这些阶段是拓扑稳定的,只要某些离散对称性得到保护。相应的拓扑指数和无隙边界状态显式计算支持这些结果。与以前的研究相比,非相互作用系统中,在这项工作中讨论的阶段是相互作用自旋系统中的无间隙拓扑相的新例子。
2015-03-18 cond-mat.str-el
Gapless Phase in the XYZ Spin-1/2 Chain in a Magnetic Field and the Quantum ANNNI Chain
我们研究了XYZ自旋为1/2的链,该链放置在沿x轴指向的磁场中。我们利用玻色化和重整化群分析证明了该模型在XY各向异性a和磁场h的某一值处存在一个非平凡的不动点。因此,在平面(a,h)上有一条临界点线,在这条线上系统是无隙的,即使哈密顿量没有连续对称性。量子临界线将带隙的公度相与带隙的非公度相分开。我们的研究解释了为什么轴向次近邻伊辛(ANNNI)链在横向磁场中的浮动相位是唯一的线,如最近的数值研究所示。
2002-08-12 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Field-Induced Instability of a Gapless Spin Liquid with a Spinon Fermi Surface
量子kagome反铁磁体Zn-brochantite,ZnCu $_3$(OH)$_6$ SO $_4$的基态,是仅有的几个已知的二维或三维自旋液体(SL)实现之一,已被描述为具有自旋费米表面的无隙SL。采用核磁共振在一个广泛的磁场范围下降到毫开尔文温度,我们表明,在施加的磁场这种神秘的状态本质上是不稳定的SL与一个完整的或部分的差距。一个类似的不稳定性的无隙费米表面SL以前遇到的有机三角晶格反铁磁体,这表明一个共同的不稳定机制,最有可能产生的自旋配对。这种不稳定性的一个显著特性是,一个无穷小的领域足以诱导它,理论上预测的一些其他类型的无间隙SL的。
2017-10-02 cond-mat.str-el
Gapless excitations in non-Abelian Kitaev spin liquids with line defects
我们发现,线缺陷在非阿贝尔Kitaev自旋液体港口无隙的一维马约拉纳模式,如果跨缺陷的相互作用低于一个临界值。在平均场近似下处理线缺陷处的弱相互作用,我们确定了临界相互作用强度作为外部磁场的函数。在无带隙的制度,我们使用低能有效场论计算的自旋晶格弛豫率的核自旋附近的缺陷,并找到一个立方温度依赖性,同意在Kitaev材料$α\text{-RuCl}_3$的实验。
2022-01-07 cond-mat.str-el
Gapless edge states of BF field theory and translation-symmetric Z2 spin liquids
我们研究了自旋对称Z2自旋液体可能的无带隙边缘态。无带隙的边缘态出现在边界处悬挂的马约拉纳费米子中。我们构造了正方形格子上Z2自旋液体的一系列平均场哈密顿量,这些模型可以通过推广Wen的精确可解元格模型得到。我们还研究了这些Z2自旋液体的边缘理论的细节,并找到了有效的BF理论描述。有效的BF理论描述的基态和它们的简并的结晶动量,并预测这些Z2自旋液体的边缘理论。作为副产品,我们得到了一种方法来分类的BF理论反映了晶格对称性。本文讨论了立方晶格上具有无隙表面态的三维Z2自旋液体。
2012-08-26 cond-mat.str-el
Gapless spin liquids in disguise
我们表明,无隙自旋液体,这是潜在的候选人来描述的基态的挫折海森堡模型在二维,成为平凡的绝缘体上的圆柱几何形状的偶数个腿。特别是,我们报告计算Gutzwiller预测的费米子状态的方形和kagome格条。通过对费米自由度选择不同的边界条件,可以实现无隙态和带隙态,后者具有较低的变分能量。静态和动态的关联函数,以及不同的状态之间的重叠的直接评估,使我们能够证明在圆柱体内或直接在二维晶格中获得的基态属性之间的尖锐差异。我们的研究结果揭示了在这种圆柱形几何结构中检测真正的无间隙自旋液体的困难。
2021-05-18 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
Two-dimensional gapless spin liquids in frustrated SU(N) quantum magnets
基于SU(N)群的生成元,构造了量子磁体的一类对称阻挫SU(N)模型。全哈密顿量缺乏SU(N)对称性。本文发展了自旋液态的准粒子表象平均场论。二维数值解表明,系统的基态是无隙的,准粒子是Dirac粒子。这一机制有助于探索自旋1双线性双二次模型和自旋轨道模型中的自旋液相。
2004-10-22 cond-mat.str-el
Cooperative ordering of gapped and gapless spin networks in Cu$_2$Fe$_2$Ge$_4$O$_{13}$
用体元法、中子衍射和中子非弹性散射研究了新型低维量子亚铁磁体Cu $_2$ Fe $_2$ Ge $_4$ O $_{13}$的特殊磁性.结果表明,这种材料可以描述为两个低维量子自旋子系统,一个带隙和其他gapless,其特征在于由两个不同的能量尺度。在低温下观察到的长程磁有序是由这两个自旋网络的弱耦合引起的合作现象。
2004-04-20 cond-mat.str-el
Reply to comments on "Gapless spin liquid ground state of spin-1/2 $J_1$-$J_2$ Heisenberg model on square lattices"
在最近的评论[arXiv:1909.12788(2019)]中,Zhao等人认为,我们的论文[Phys. Rev. B 98,241109(2018)]中使用的二聚体顺序的定义可能不排除开边界条件(OBC)下$J_1$ - $J_2$模型的价键固体(VBS)顺序。在这个答复中,我们表明他们的论点不适用于我们的情况。
2019-10-21 cond-mat.str-el
Gapless spin liquid ground state of spin-1/2 $J_1$-$J_2$ Heisenberg model on square lattices
利用有限投影纠缠对态(PEPS)方法研究了正方晶格上自旋为1/2的$J_1$ - $J_2$ Heisenberg模型.利用最近发展起来的梯度优化方法,结合蒙特卡罗抽样技术,我们能够获得的基态能量是竞争的最好的结果。计算结果表明,在0.42 $\lesssim J_2/J_1\lesssim$ 0.6区域内,不存在Néel有序、二聚体有序和元胞有序,表明在中间区域存在单自旋液相.计算得到的交错自旋、二聚体和元胞关联函数均具有幂律衰减行为,为中间相是单一的无隙自旋液态提供了有力的证据.
2018-06-19 cond-mat.str-el
Gapless Spin Excitations in the Field-Induced Quantum Spin Liquid Phase of alpha-RuCl3
$α$ -RuCl $_3$是一种领先的候选材料,用于观测与Kitaev量子自旋液体(QSL)相关的物理。结合磁化率,比热,和核磁共振测量,我们表明,$α$ -RuCl $_3$在$ab$平面上施加7.5 T的磁场中经历量子相变到QSL。我们进一步表明,这个高场QSL阶段有一个高达16 T的字段范围内的无隙自旋激发。这一高度非常规的结果,在海森堡或基塔耶夫磁铁中都是未知的,为建立$α$ -RuCl $_3$的物理学提供了至关重要的见解。
2017-12-11 cond-mat.str-el
Gapless spin liquids on the three dimensional hyper-kagome lattice of Na$_4$Ir$_3$O$_8$
最近的实验表明,Na $_4$ Ir $_3$ O $_8$,其中s=1/2铱局域矩形成角共享三角形的三维网络的材料,可能具有无隙自旋激发的量子自旋液体基态。结合精确对角化、费米平均场基态的对称性分析和Gutzwiller投影变分波函数的研究,我们提出了一种具有自旋费米面的量子自旋液体作为Na $_4$ Ir $_3$ O $_8$超kagome晶格上海森堡模型基态的有利候选.我们提出了这种自旋液体比热的重整化平均场论,并讨论了自旋费米面可能的低温不稳定性。
2008-06-26 cond-mat.str-el
Gapless points of dimerized quantum spin chains: analytical and numerical studies
我们研究的位置的无隙点发生的量子自旋链的有限长度(与扭曲的边界条件)在特定值的最近邻二聚,作为一个函数的自旋S和网站的数量。对于较强的二聚化和大值的S,隧道计算再现了相同的结果,从更多涉及的领域的理论方法,使用非线性西格玛模型的方法。一个不同的分析计算的矩阵元素之间的两个尼尔状态给出了一组无隙点;强二聚,这些显着不同的隧道值。最后,精确对角化方法的一个有限数量的网站产生一组无隙点,这是在良好的协议与Neel状态计算的所有值的二聚化,但协议的隧道值是不是很好,即使是大的S。这就提出了对隧道结果可能进行修正的问题。
2006-08-22 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Exact ground states with deconfined gapless excitations for the 3 leg spin-1/2 tube
我们考虑一个自旋为1/2的管(一个具有周期性边界条件的三腿梯子),其哈密顿量由两个投影算子给出-一个在三角形上,另一个在管侧面的正方形格子上-可以用海森堡和四自旋环交换相互作用来写。我们确定了三个阶段:(i)对于三角形上的强反铁磁交换,可以给出一个精确的基态,其能谱为最近三角形之间自旋和手征单重键的交替;(ii)对于三角形上的铁磁交换,我们恢复了自旋为3/2的海森堡链的相位;(iii)在这两个相位之间,存在一个无能隙的无公度相位.我们构造了一个精确的基态,在无公度相和二聚相之间的量子相变点处具有两个非限定畴壁和一个无隙激发谱。
2012-01-06 cond-mat.str-el
Excitations in the spin-1 trimer chain compound CaNi3P4O14: gapped dispersive spinwaves to gapless magnetic excitations
用中子非弹性散射研究了自旋为1的三聚体链状化合物CaNi_3 P_4 O_(14)的磁激发和自旋哈密顿量。实验数据揭示了在3D长程有序磁态(TC = 16 K)中的带隙色散自旋波激发,以及TC以上的无隙磁激发。用线性自旋波理论对耦合三聚体自旋链模型进行了模拟,得到的磁激发能很好地描述实验观测数据。分析表明,铁磁J1和J2的链内的相互作用,和链之间的反铁磁链间的相互作用J3。发现J1和J2的强度更接近(J2/J1 ~ 0.81),而J3被确定为较弱(J3/ J1 ~ 0.69),这与自旋链型晶体结构一致。还发现存在弱的单离子各向异性(D/J=0.19)。交换相互作用的强度和符号解释了为什么在所研究的自旋-1化合物CaNi 3 P4 O 14中不存在1/3磁化强度,而其S= 5/2对应物Mn基同构化合物。交换相互作用的符号与从报道的DFT计算得到的一致,然而,它们的强度被发现是显着不同的。CaNi_3 P_4 O_(14)中相对较强的J_3值在TC以下给出了常规的3D型磁有序,然而,在TC以上保留了其1D特征。目前的实验研究还揭示了一个急剧变化的单离子各向异性的TC表明,在CaNi 3 P4 O 14的三维磁有序的稳定性归因于除了链间相互作用的局部磁各向异性。本研究揭示了充分了解三聚体自旋链化合物中交换相互作用的重要性,以了解其奇异的磁性,如1/3磁化平台。
2020-07-14 cond-mat.str-el
Magnetic field induced intermediate quantum spin-liquid with a spinon Fermi surface
在$H||[111]$方向上施加磁场的Kitaev模型显示了两个转变:从非阿贝尔带隙量子自旋液体(QSL)到$H_{c1} \simeq 0.2K$处的无隙QSL,以及在更高场$H_{c2} \simeq 0.35K$处到带隙部分极化相的第二个转变,其中$K$是Kitaev交换相互作用的强度。利用密度矩阵重整化群(DMRG)方法确定了中间相为无带隙U(1)QSL,并计算了无带隙自旋的自旋结构函数$S({\bf k}) $和费米面$ε_F^S({\bf k})$.进一步计算静态自旋自旋相关性,磁化强度,自旋磁化率,和有限温度比热和熵,证实了不同的场相关相位的带隙和无隙的性质。在中间阶段,自旋-自旋关联随距离呈幂律衰减,表明为无带隙阶段。
2019-03-16 cond-mat.str-el
Direct evidence for a gapless $Z_2$ spin liquid by frustrating Néel antiferromagnetism
通过直接计算具有最近邻($J_1$)和次最近邻($J_2$)超交换耦合的正方晶格上的阻挫海森堡模型的自旋能隙,我们提供了一个坚实的证据,证明在阻挫区$0.45 \lesssim J_2/J_1 \lesssim 0.6$中自旋-液相是无能隙的.我们的数值方法是基于变分波函数,是{ \it系统}改进的应用程序的几个Lanczos步骤,使我们能够获得可靠的外推的热力学极限。非磁态的特殊性质通过在$k=(π,0)$和$(0,π)$上存在S=1的无隙激发而被揭示。磁跃迁可以用变分态来描述和解释,变分态是由具有$Z_2$规范结构和自旋谱中的四个狄拉克点的Abrikosov费米子建立的。
2013-04-09 cond-mat.str-el
Gapless line for the anisotropic Heisenberg spin-1/2 chain in a magnetic field and the quantum axial next-nearest-neighbor Ising Chain
本文研究了置于沿x轴指向的磁场中的各向异性海森堡(XYZ)自旋1/2链。我们利用玻色化和重整化群分析证明了该模型在XY各向异性a和磁场h的某一值处存在一个非平凡的不动点。因此,在(a,h)平面上有一条临界点线,在这条线上系统是无隙的,即使哈密顿量没有连续对称性。量子临界线对应于自旋翻转跃迁;它将两个带隙相分开,其中一个带隙相的哈密顿量的Z_2对称性被破坏。我们的研究与横向磁场中轴向次近邻伊辛(ANNNI)链的一个跃迁有关。我们还讨论了当磁场进一步增大时模型的性质,特别是当基态为单自旋态的直积时的无序线。
2003-04-18 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Dynamical quadrupole structure factor of frustrated ferromagnetic chain
利用密度矩阵重整化群方法研究了磁场中自旋为1/2的$J_{1}$ - $J_{2}$海森堡链中铁磁$J_{1}$和反铁磁$J_{2}$的动力学四极结构因子.在一个场诱导的自旋极化机制中,我们观察到了$q=π$的准长程反铁四极关联的无带隙激发。无间隙激励模式在饱和时具有二次型,而随着磁化强度的减小,它变成线性色散。
2018-06-04 cond-mat.str-el
Spin dynamics of edge-sharing spin chains in SrCa13Cu24O41
利用中子非弹性散射研究了高钙掺杂准一维磁体SrCa_(13)Cu_(24)O_(41)在磁有序态下的低能磁激发。我们观察到的无隙自旋波激发,色散沿a和c轴,但沿b轴非色散。这种激发归因于来自自旋链亚晶格的自旋波。模型拟合实验数据给出最近邻相互作用Jc为5.4 meV和链间相互作用Ja = 4.4 meV。Jc是反铁磁的,其值接近于类似的边共享自旋链系统,如CuGeO3的最近邻相互作用。与Sr_(14)Cu_(24)O_(41)中的空穴掺杂自旋链相比,SrCa_(13)Cu_(24)O_(41)中的自旋链表现为无隙激发,而Sr_(14)Cu_(24)O_(41)中的自旋链则表现为无隙激发。我们将这种从有隙激发到无隙激发的变化归因于Ca掺杂后空穴从链状亚晶格转移到梯形亚晶格。
2019-01-07 cond-mat.str-el
Noncoplanar magnetic orders and gapless chiral spin liquid on the kagome lattice with staggered scalar spin chirality
在阻挫晶格中,手征三自旋相互作用可以抑制长程磁序,稳定量子自旋液体态。我们研究了一个自旋为1/2的kagome晶格模型,其中除了最近邻键上的海森堡交换耦合$J_1$和六边形对角线上的$J_d$外,还包括一个交错的三自旋相互作用$J_χ$。我们探索相图使用的经典方法,部分子平均场论,变分蒙特卡罗方法的组合。我们得到了各种非共面磁订单,包括一个阶段,cuboc-1和cuboc-2状态之间的插值。在$J_χ$占主导地位的制度下,我们发现了一个经典的无序区域,并认为它可能含有一个无隙的手征自旋液体与自旋费米表面。结果表明,交错三自旋相互作用和海森堡交换相互作用之间的竞争导致了自旋系统的反常基态。
2022-07-28 cond-mat.str-el
Gapless Spin Liquids: Stability and Possible Experimental Relevance
对于某些晶体系统,最值得注意的是有机化合物EtMe3Sb[Pd(dmit)2]2,实验证据已经积累了具有高密度的无隙中性激发的绝缘状态,其在热力学量和热输运中产生费米液体样的幂律。这被认为是分馏自旋液体状态的证据。在本文中,我们认为,如果采取的实验是在面值,最有前途的自旋液体的候选人是一个Z4自旋液体与伪费米表面和没有破碎的对称性,或Z2自旋液体与伪费米表面和以下至少一个自发打破:(a)时间反演和反转,(b)平移,或(c)某些点群对称性。提出了一个具有(a)型Z2自旋液体基态的三角晶格上的可解模型。
2012-08-31 cond-mat.str-el
Constructing gapless spin liquid state for the spin-1/2 J1-J2 Heisenberg model on a square lattice
我们构造了一类投影纠缠对态(PEPS),它是同时具有短程价键和长程价键的共振价键(RVB)波函数。与积极的首选RVB模式,波函数被简化为生活在一个参数的变分空间。我们调整这个变分参数,以最小化方形晶格上的阻挫自旋1/2 J1-J2反铁磁海森堡模型的能量。以圆柱几何为例,我们可以构造出四个拓扑扇区,其中偶数个或奇数个通量穿过圆柱,偶数个或奇数个自旋子在边界上。不同拓扑扇区中的能量分裂随圆柱周长呈指数变化。我们发现二聚体的关联函数的幂律衰减的环面,和lnL校正的纠缠熵,表明在最佳参数的无隙自旋液相。
2013-02-05 cond-mat.str-el
Gapless spin-liquid phase in the kagome spin-1/2 Heisenberg antiferromagnet
研究了kagome晶格上自旋为1/2的量子海森堡反铁磁模型的基态的能量和静态自旋结构因子。通过在精确的费米波函数上迭代几个Lanczos步骤和Green函数Monte Carlo技术,我们发现无隙(代数)U(1)Dirac自旋液体与以前提出的有隙(拓扑)Z 2自旋液体是竞争性的.通过对基态能量进行有限尺寸的外推,我们得到了单位点能量E/J=-0.4365(2),在三个误差条内,它等于密度矩阵重整化群(DMRG)给出的估计值。我们的估计是获得一个几何不变的系统,因此,不受边界效应,如在DMRG。此外,在纯变分水平上的有限环面团簇,我们的能量低于DMRG计算。
2013-02-15 cond-mat.str-el
Chiral Gapless Spin Liquid in Hyperbolic Space
本文研究了{9,3}双曲晶格上的Kitaev模型,发现一种具有自发时间反演对称性破缺的手性无能隙$\mathbb{Z}_2$自旋液体态,并推测其存在具有非Abelian Bloch轮廓的手性准粒子。
2025-06-30 cond-mat.str-el
Gapless spin liquid ground state in the S=1/2 vanadium oxyfluoride kagome antiferromagnet [NH4]2[C7H14N][V7O6F18]
氟氧化钒[NH 4]2[C7 H14 N][V7 O 6 F18](DQVOF)是一种几何阻挫磁性双层材料。该结构由V4+ d1离子的S=1/2 kagome平面和位于kagome层之间的S=1 V3+ d2离子组成。μ子自旋弛豫测量表明,尽管反铁磁交换相互作用的能量标度为60 K,但在40 mK以下没有自旋冻结。从磁化强度和热容量的测量,我们得出结论,S=1自旋的面间V 3+离子是弱耦合到kagome层,DQVOF可以被看作是一个实验模型S=1/2 kagome物理,它显示了一个无隙自旋液体基态。
2013-06-18 cond-mat.str-el
Gapless spin-liquid phase in an extended spin 1/2 triangular Heisenberg model
本文从最简单的只考虑最近邻交换作用的等边晶格出发,对三角晶格上的海森堡模型进行了数值研究。我们发现,通过包括一个额外的弱次近邻相互作用,一个量子自旋液体相是稳定的反铁磁秩序。自旋间隙(三重激发间隙)和自旋相关性在长距离衰减代数与反铁磁相和自旋液相之间的临界点处的系统尺寸的增加。这种代数行为在自旋液相中也继续存在,表明存在以动力学和反常临界指数$z+η\sim1$为特征的非常规临界(代数自旋液相)相。在布里渊区的扩展点中发现的异常小的三重态和单重态激发能对这种代数自旋液体施加了限制。
2021-07-23 cond-mat.str-el
Comment on "Gapless spin liquid ground state of the spin-$\frac{1}{2}$ $J_1$-$J_2$ Heisenberg model on square lattices"
Liu等人[Phys.Rev.B 98,241109(2018)]使用Monte Carlo对正方形晶格上的$S=1/2$受抑$J_1$- $J_2$海森堡模型的投射纠缠对态(PEPS)型波函数的物理自由度进行采样,发现当耦合比$g=J_2/J_1$在$g \in [0.42,0.6]$范围内时,非磁性状态被认为是无隙自旋液体。在这里,我们表明,他们的定义的顺序参数的另一个候选人基态在这个耦合窗口-一个自发二聚状态-是有问题的。当晶格对称性由于开放边界或源自计算本身的不对称性而被破坏时,所定义的序参数将不能检测二聚体序。因此,不能排除某些范围的$g$的二聚相(并且可能基于其他几项近期工作)。
2019-09-27 cond-mat.str-el
Reply to `Comment on "Gapless Spin-1 Neutral Collective Mode Branch for Graphite"' by Peres et al
回复Peres等人对“石墨的无间隙自旋-1中性集体模式分支”的评论[cond-mat/0312263]。
2003-12-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic Excitations of Spin Nematic State in Frustrated Ferromagnetic Chain
利用密度矩阵重整化群方法,研究了在磁场中具有铁磁最近邻和反铁磁次近邻交换作用的自旋1/2海森堡链的动力学自旋结构因子.在一个领域引起的自旋激发制度,我们发现无隙的纵向和有隙的横向自旋激发谱,根据准远程纵向和短程横向自旋相关,分别。的无隙点与占主导地位的纵向自旋相关相一致,而间隙的位置表现出的特征场的依赖性矛盾的占主导地位的横向自旋相关。
2015-06-23 cond-mat.str-el
Signatures of gapless fermionic spinons on a strip of the kagome Heisenberg antiferromagnet
在简单而现实的自旋模型中寻找奇异的量子自旋液体态仍然是受抑量子磁学领域的一个核心挑战。在这里,我们考虑的规范最近邻kagome海森堡反铁磁体限制到一个准一维带完全由角共享三角形。使用大规模密度矩阵重整化群计算,我们确定在这个模型中的一个扩展的无带隙量子相位的特征在于中心荷$c=2$和幂律衰减自旋和键能相关振荡在可调的非公度波矢量。我们认为,这个有趣的自旋液相可以理解为一个边缘不稳定的两带自旋费米表面耦合到一个紧急U(1)规范场,一个解释,我们证实通过玻色化分析和Monte Carlo计算模型Gutzwiller变分波函数。我们的结果代表了一个简单的SU(2)不变最近邻海森堡模型中超越严格的一维(Bethe链)限制的涌现费米自旋的第一个数值演示之一。
2018-08-27 cond-mat.str-el
Gapless triangular-lattice spin-liquid candidate in PrZnAl$_{11}$O$_{19}$
量子自旋液体(QSL)是一种奇异的状态,其中电子自旋高度纠缠,即使在零温度下也保持波动。实验实现模型QSL一直是具有挑战性的,由于不完善,如反位无序,应变,和额外的或缺乏的相互作用,在实际材料相比,模型的哈密顿量。在这里,我们报告的磁化率,热力学,非弹性中子散射(INS),和μ子自旋弛豫的多晶样品的PrZnAl $_{11}$ O $_{19}$,其中Pr $^{3+}$离子形成一个理想的二维三角晶格的研究。我们的研究结果表明,该系统不秩序,也不冻结,但保持波动下降到50 mK,尽管大的反铁磁耦合($\sim$ -10 K)。此外,INS和比热数据表明,PrZnAl $_{11}$ O $_{19}$最好描述为无间隙QSL。
2022-09-06 cond-mat.str-el
Coexisting localized and itinerant gapless excitations in a quantum spin liquid candidate 1T-TaS$_2$
为了揭示量子自旋液体(QSL)中元激发的本质,我们测量了自旋为1/2的阻挫三角晶格QSL候选材料1 T-TaS $_2$的低温热导率和比热.明确地解决了非零温线性比热系数$γ$和零温极限热导率的有限剩余线性项$κ_0/T=κ/T(T\rightarrow 0)$。这表明存在高度移动的无隙激发,这与形成费米表面的分数自旋激发一致。值得注意的是,外部磁场强烈抑制$γ$,而增强$κ_0/T$。这种不寻常的对比行为的比热和热导率的字段依赖性可以解释的存在下,两种类型的无隙激发巡回和本地化的字符,最近理论上预测(I。Kimchi等人,arXiv:1803.00013(2018))。1 T-TaS $_2$的这一独特的特征为研究淬火无序对QSL的影响提供了新的视角。
2018-03-16 cond-mat.str-el
Symmetry protected gapless $Z_2$ spin liquids
尽管在理解带隙拓扑态方面取得了快速进展,但对物质的无隙拓扑相,特别是强关联电子的无隙拓扑相知之甚少。在这项工作中,我们讨论了一类强大的无隙量子自旋液体的受抑磁铁的半整数自旋,这是描述的无隙费米自旋耦合到动态$Z_2$规范场。在要求$U(1)$自旋守恒、时间反演和一定的空间群对称性的条件下,我们证明了一定的自旋对称性分数化类必然导致无带隙谱。只要保持所需的对称性,这些无隙激发对任何扰动都是稳定的。将这些无隙准则应用于正方形、三角形和kagome格点上的自旋二分之一系统,我们证明了所有在Abrikosov-fermion表象中的有隙对称$Z_2$自旋液体也可以在Schwinger-boson表象中实现.这导致正方晶格上有64个带隙的$Z_2$自旋液体,在kagome和三角晶格上都有8个带隙的状态。
2017-12-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Computation of dynamical correlation functions of Heisenberg chains: the gapless anisotropic regime
利用晶格上自旋算符形状因子的精确行列式表示的数值和,计算了自旋为1/2的$XXZ$各向异性海森堡模型在无隙反铁磁区的所有动力学自旋-自旋关联函数.包含许多粒子的中间态和弦(束缚)态的贡献也包括在内。我们提出了修改后的行列式表示的形状因子有效的一般情况下与字符串解决方案的贝特方程。我们的结果是,现有的总和规则饱和到高精度。我们傅立叶变换我们的结果回到真实的空间,使我们特别是要与已知的精确公式进行比较,为小的分离在零场的等时间关联函数,并与预测的零场渐近共形场论。
2005-06-27 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Ground-state phase diagram of a spin-1/2 frustrated ferromagnetic XXZ chain: Haldane dimer phase and gapped/gapless chiral phases
利用无限时间演化分块抽取算法和有效场论,研究了自旋为1/2的XXZ链的基态相图,该链具有竞争的铁磁近邻(J_1<0)和反铁磁次近邻(J_2>0)交换耦合.对于SU(2)对称(Heisenberg)情形,我们证明了在-4 <$J_1/J_2<0范围内的铁磁二聚体相具有一个小的但有限的铁磁二聚体级.我们认为,这种自发的二聚体秩序是与有效的自旋1自由度的二聚债券,共同形成一个价键固态自旋1反铁磁海森堡链(的Halfenstein自旋链)。因此,我们将这一阶段称为卤代二聚体阶段。与易平面各向异性,该模型表现出各种相位,包括矢量手性相与无间隙激发和偶宇称二聚体和Neel相位与有间隙的激发,除了Halfenic二聚体相。此外,我们表明存在的间隙相共存的订单在狭窄的区域之间的间隙手性相和任何一个的Halcadine二聚体,偶宇称二聚体,和Neel阶段的干预。准一维边共享铜氧化物的可能影响进行了讨论。
2012-09-13 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Coherent hole propagation in an exactly solvable gapless spin liquid
我们研究了一个单一的空穴在Kitaev蜂窝模型的无隙阶段的动力学,专注于慢孔制度的裸跳跃幅度$t$是远远小于Kitaev交换能量$J$。在这种情况下,空穴不产生带隙的磁通激发,只被无隙的费米子激发修饰。研究了单空穴的谱函数,我们发现空穴以准粒子的权重相干地传播,该权重是有限的,但作为$t/J \to 0$趋近于零。这一结论来自两种近似处理,它们以互补的方式捕捉相同的物理学。这两种处理方法都使用固定极限作为精确可解的起点来研究谱函数,近似(i)采用变分方法,在固定孔和无限快孔的极限之间插值的试验状态,以及(ii)考虑对应于简化的一维问题的无间隙相位中的特殊点。
2016-12-21 cond-mat.str-el
Probable absence of a quadrupolar spin-nematic phase in the bilinear-biquadratic spin-1 chain
我们数值研究了双线性双二次自旋1链在铁磁不稳定点附近的基态相图,其中存在一个有隙或无隙的非二聚化量子相变。我们的结果,通过一个高度精确的密度矩阵重整化群(DMRG)计算得到的一致的看法,即表征二聚体相的序参量消失,只有在该点的系统成为铁磁性,虽然存在一个有间隙或无间隙的非二聚体相在一个非常窄的参数范围之间的铁磁性和二聚体制度不能被排除。
2005-11-03 cond-mat.str-el
Comment on "Gapless Spin-1 Neutral Collective Mode Branch for Graphite"
评G. Baskaran和S.A. Jafari [cond-mat/0110022; Physical Review Letters,89,016402(2002)]。
2003-12-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Gapless chirality liquid with symmetry-protected edge spins
我们报告说,自旋1/2四面体海森堡链实现了一个无间隙的自由度保护拓扑(gSPT)相的特征在于由于手征自由度和自由度保护边缘状态的Tomonaga-Luttinger液体临界共存。这种gSPT相具有一个有趣的特征,即没有对称性禁止平凡的自旋能隙打开,但离散对称性$\mathbb Z_3\times\mathbb Z_2^T$禁止唯一的带隙基态。本文第一部分基于密度矩阵重整化群(DMRG)方法,数值模拟了临界纠缠熵和非平凡简并纠缠谱的共存,然后基于简并微扰理论,阐明了手征自由度形成Tomonaga-Luttinger液体,自旋自由度形成自旋为1的Haldinger态.最后但并非最不重要的是,我们讨论了在gSPT阶段,使用本地$\mathbb{Z}_3$旋转的Lieb-Schultz-Mattis类型的ingappability。因此,我们可以将我们的gSPT相表征为受到$\mathbb{Z}_3$在位对称性、$\mathbb{Z}_2^T$时间反演对称性、晶格平移对称性和U(1)自旋旋转对称性保护的受保护临界相。
2022-07-06 cond-mat.str-el
Spin-chain system as a tunable simulator of frustrated planar magnetism
在低温下,弱耦合的自旋链发展出一种磁序,反映了沿着链的无隙自旋波动的特征。利用核磁共振,我们确定和表征两个有序态的反铁磁,Ising类自旋链系统BaCo 2 V 2 O 8,沿链的无公度波动所产生的无隙区域。它们对应于正方形晶格上受抑J1-J2自旋模型的柱状和铁磁有序态,其中自旋被编码在原始自旋链中。由于依赖于磁场的无公度涨落和受抑的链间相互作用,J1可以随磁场连续调谐,并且其相对于固定J2的值选择有序状态。因此,自旋链系统可以用作受抑平面磁性的可调谐模拟器。
2012-02-28 cond-mat.str-el
Gifts from long-range interaction: Emergent gapless topological behaviors in quantum spin chain
本研究探讨了具有幂律衰减长程反铁磁相互作用的 cluster Ising chain,证明长程相互作用可诱导出代数拓扑相和拓扑 Gaussian 普适性,展现出非平庸无能隙拓扑行为,为现实量子模拟器寻找无能隙拓扑相提供了新途径。
2024-06-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Variational Monte Carlo study of gapless spin liquid in the spin-$1/2$ XXZ antiferromagnetic model on the kagome lattice
利用变分蒙特卡罗方法研究了kagome晶格上自旋- $1/2$ XXZ反铁磁模型(具有易平面各向异性).一类Gutzwiller投影费米子态与自旋Jastrow因子被认为是描述自旋液体(与$U(1)$或$Z_2$对称性)或磁有序相(与${\bf q}=(0,0)$或${\bf q}=(4π/3,0)$)。我们发现,在热力学极限下,磁态是不稳定的。此外,没有能量增益打破规范对称性从$U(1)$到$Z_2$自旋液体状态,如以前发现的海森堡模型。因此,最好的变分波函数是$U(1)$狄拉克态,并辅以自旋杰斯特罗因子。此外,在变分水平上,在从$XY$到海森堡模型的整个范围内,得到了一个消失的$S=2$自旋能隙.
2015-11-17 cond-mat.str-el
Exotic gapless spectrum induced by frustration in quantum antiferromagnets
我们表现出强有力的数值证据,有利于一个意想不到的几乎无间隙的频谱,与边缘状态本地化的边界,在沮丧的自旋1/2反铁磁梯与奇数的腿。这些功能可以准确地再现使用投影BCS波函数与非平凡配对,混合偶数和奇数反射对称。这种方法给出了正确的分类的激发,并提供了一个简单的和非常有吸引力的图片,一个非常规的自旋液体相稳定的挫折。
2007-01-26 cond-mat.str-el
One dimensional gapless magnons in a single anisotropic ferromagnetic nanolayer
该研究发现具有法向轴各向异性的平面铁磁体中存在局域于畴壁的一维无隙磁振子,其可在极低温度下参与自旋相关散射过程,补充了仅在有限温以上起作用的带隙磁振子模式。
2003-10-07 cond-mat.str-el