Spin dynamics in the Kitaev model with disorder: Quantum Monte Carlo study of dynamical spin structure factor, magnetic susceptibility, and NMR relaxation rate
我们研究了两种类型的无序（键随机性和位点稀释）对蜂窝晶格上Kitaev模型中自旋动力学的影响。该模型的基态是一个正则的量子自旋液体，自旋分馏成两种类型的准粒子，巡回马约拉纳费米子和局域通量。利用无偏量子蒙特卡罗模拟，我们计算了动态自旋结构因子、磁化率和核磁共振弛豫速率的温度演化。在动力学自旋结构因子中，我们发现这两种类型的无序以不同的方式严重影响主要来自通量激发的低能峰，而不是来自Majorana激发的高能连续谱：键的无规性使峰软化到较低的能量并加宽，而位点稀释使峰模糊，并且另外在自旋间隙内形成包括零能量的其它尖锐峰。我们表明，零能量自旋激发，这源于马约拉纳零模式诱导周围的网站空缺，生存的温度可比的Kitaev相互作用的能量尺度。对于键的无规性，低温磁化率对弱无序没有发生质的变化，但随着无序强度的增加，低温磁化率发生发散行为。在NMR弛豫速率中也观察到弱无序和强无序的类似的不同行为;指数衰减变为幂律衰减。与此相反，对于现场稀释，我们发现没有这样的交叉，发散行为的磁化率和幂律衰减的NMR弛豫速率出现立即与现场稀释的介绍。我们讨论了我们的研究结果的相关性与疾病的Kitaev候选材料的实验。
2021-04-21 cond-mat.str-el
Thermally induced metallic phase in a gapped quantum spin liquid - a Monte Carlo study of the Kitaev model with parity projection
热化是一个概率过程。因此，一般认为，当我们增加系统的温度时，它的经典行为支配它的量子相干性。通过采用吉布斯状态的一个几何不变的量子自旋液体- Kitaev的蜂窝晶格模型-我们证明了绝缘相在$T=0$成为纯金属通过增加温度。特别是，我们计算的有限温度分布的能量，并表明，它发散的热力学，因为我们移动到小的能量。相应的波函数变得与Anderson跃迁一样临界。这些特性是在一个新的精确蒙特卡罗方法，模拟Kitaev模型的有限温度行为。特别是，我们考虑到投影到物理宇称部门，需要识别的拓扑退化的模型。我们的工作打开了在自旋液体实验中检测热金属行为的可能性。
2018-09-12 cond-mat.str-el quant-ph
Further insights into the thermodynamics of the Kitaev honeycomb model
在这里，我们重新审视的Kitaev量子自旋液体实现的蜂窝晶格上的热力学。我们要解决两个主要问题：首先，我们调查是否有可观察到的拓扑Majorana边界模式的Kitaev蜂窝模型的热力学签名。我们认为，对于时间反演不变的情况下，剩余的低温熵是这些马约拉纳边缘模式的主要热力学签名，并验证使用大规模的蒙特卡罗模拟，这是目前在完整的Kitaev模型的剩余熵。当时间反演对称性被破坏时，马约拉纳边缘模式可能在更直接的热力学测量中观察到，例如比热，尽管只有在远低于体隙的温度下。其次，我们研究了Kitaev模型中磁通激发的能量学和相应的热力学特征。具体而言，我们研究了圆柱体和环面几何形状的磁通相互作用的数值，并量化其对Kitaev自旋液体的热力学的影响，通过使用多项式拟合的平均通量能量作为通量密度的函数，并将其外推到热力学极限。通过比较这个模型的蒙特卡罗模拟，我们发现磁通相互作用有显着的定量影响的形状和低温峰的比热。
2021-02-04 cond-mat.str-el
Convolutional restricted Boltzmann machine aided Monte Carlo: An application to Ising and Kitaev models
机器学习在多体凝聚态系统的热力学分析中得到了广泛的应用。受限玻尔兹曼机（RBM）辅助的蒙特卡罗模拟最近引起了人们的兴趣，因为它们设法加速经典的蒙特卡罗模拟。在这里，我们采用卷积限制玻尔兹曼机（CRBM）的方法，并表明它的使用有助于减少要学习的参数的数量，通过利用平移不变性大幅。此外，我们表明，它是可能的训练CRBM在较小的晶格尺寸，并将其应用到较大的晶格尺寸。为了证明CRBM的效率，我们将其应用到范例伊辛和Kitaev模型在二维。
2021-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Correlation effects on the magnetization process of the Kitaev model
利用变分蒙特卡罗方法研究了Kitaev蜂窝模型在磁场中的磁化过程。我们的试探波函数是一个广义的Bardeen-Cooper-Schrieffer波函数，它与Jastrow相关因子，它精确地描述了Kitaev模型的基态在零磁场使用乔丹-维格纳（JW）变换。我们发现反铁磁Kitaev耦合有两个相变，而铁磁Kitaev耦合只有一个相变。对于反铁磁Kitaev耦合，我们还发现在Kitaev自旋液体到中间态的转变点处，JW费米子的动量分布拓扑发生了变化。我们的数值结果表明，Kitaev自旋液体和全极化相之间的中间状态稳定存在于二维的反铁磁Kitaev耦合反对多体关联的体系统。
2020-01-28 cond-mat.str-el
Tensor network simulation of the Kitaev-Heisenberg model at finite temperature
我们研究了有限温度下的Kitaev-Heisenberg（KH）模型，使用了Phys. Rev. B 99，035115（2019）中引入的精确环境完全更新（eeFU），它代表了无限投射纠缠对态（iPEPS）对无限六边形晶格上的热密度矩阵的纯化。我们表明，由于从六边形到菱形晶格的动态映射，六边形晶格上的eeFU是简单的全更新（FU）算法一样有效。估算了条带相和反铁磁相的耦合常数的临界温度。它们比哈密顿量中的耦合小一个数量级。通过对偶变换，这些结果可以分别映射到铁磁相和锯齿相。对于纯Kitaev模型的特殊情况，这是易于处理的量子蒙特卡罗，但最具挑战性的张量网络，该算法是对蒙特卡罗结果的基准。它准确地恢复交叉自旋有序和定性的通量有序之一。
2019-10-22 cond-mat.str-el
Phase Diagram of the Kitaev-type Model on a Decorated Honeycomb Lattice in the Isolated Dimer Limit
研究了有限温度下蜂窝格子上Kitaev型模型孤立二聚体极限下的一个有效模型。该模型的基态是一种自发破缺的手征自旋液体。我们用平均场近似和蒙特卡罗模拟详细描述了有限温度相图。我们发现，尽管在平均场相图中出现了一个三临界点，但在Monte Carlo结果中，高温顺磁相与低温手征自旋液相之间的相变始终是二级相变.对Monte Carlo数据的有限尺寸标度分析表明，该相变属于二维Ising普适类.
2015-06-18 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Field-induced phase transitions in the Kitaev-Heisenberg model: A sign-problem-free quantum Monte Carlo study and possible application to $α$-RuCl3
本文用无符号量子蒙特卡洛模拟研究z向磁场下蜂窝晶格KH模型，证明零温下锯齿磁有序相直接转变为自旋极化相，不存在中间QSL相。
2025-01-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phases and phase transitions of a perturbed Kekulé-Kitaev model
我们研究的量子自旋液体相的Kitaev模型的一个变体中的蜂窝晶格的键分布在凯库莱图案。该系统支持带隙和无隙的Z_2量子自旋液体与原始Kitaev模型的有趣的差异，最值得注意的是在Kagome晶格上的带隙的Z_2自旋液体。扰动反铁磁海森堡微扰的精确可解模型，我们发现一个磁有序相稳定的量子“秩序无序”机制，以及一个奇异的连续相变之间的拓扑自旋液体和这个磁有序相。结合场论和蒙特卡罗模拟，我们发现该跃迁可能属于3D-XYxZ_2普适类。
2015-04-17 cond-mat.str-el
One Proximate Kitaev Spin Liquid in the $K$-$J$-$Γ$ Model on the Honeycomb Lattice
除了Kitaev（$K$）相互作用之外，候选Kitaev材料还具有海森堡（$J$）和非对角对称（$Γ$）耦合。采用变分蒙特卡罗（VMC）方法研究了蜂窝晶格上的量子（$S = 1/2$）$K$-$J$ - $Γ$模型.除了“通用”Kitaev自旋液体（KSL），我们发现，只有一个接近KSL（PKSL）相，而其余的相图包含不同的磁有序状态。PKSL是具有14个马约拉纳锥的无带隙Z $_2$态，与KSL相比，PKSL具有无带隙自旋响应。在垂直于蜂窝状平面的磁场中，实现了两个Kitaev带隙手性自旋液相，其中一个是非阿贝尔的，其Chern数为$ν= 5$，另一个是阿贝尔的，其$ν= 4$ .这两个阶段可以区分他们的热霍尔电导。
2019-11-13 cond-mat.str-el
Kitaev-Heisenberg model in a magnetic field: order-by-disorder and commensurate-incommensurate transitions
我们在蜂窝Kitaev-Heisenberg模型中对场致磁相进行了理论研究，该模型被认为描述了具有强自旋-轨道耦合的莫特绝缘体如$A_2$ IrO $_3$和$α$ -RuCl $_3$的基本物理.通过大量的蒙特卡罗模拟和解析计算，得到了有限温度下的相图。我们发现，虽然塞曼耦合有利于对称的非共面磁秩序，热波动提高了稳定性的共线锯齿形相位，打破了晶格的旋转对称性。我们的大规模模拟还发现了有趣的高场下的无公度跃迁和多个$\mathbf Q$无公度相。实验的影响进行了讨论。
2016-11-10 cond-mat.str-el
Negative sign free formulations of generalized Kitaev models with higher symmetries
本文给出了具有更高对称性的广义Kitaev模型的辅助场量子Monte Carlo算法的无负号公式。我们的公式是基于自旋1/2自由度的Abrikosov费米子表示和相位钉扎方法[Phys. Rev. B 104，L081106（2021）]。将费米子味或轨道的数目从1增加到$N$，可以将固有的$Z_2$全局对称性推广到Z $_2$ $\times$ SU（$N$）$_o$。利用这种方法，我们研究了Z-$_2$ $\times$ SU（2）$_o$ Kitaev-Heisenberg模型，该模型反映了各向同性Heisenberg交换作用和Kitaev型键-方向交换作用之间的竞争.我们发现，对称性增强提供了一个路径，以逃避挫折，并在原来的Z $_2$对称模型的自旋液相不存在于这个模型。尽管如此，基态相图是非常丰富的，有更高的整体和局部连续对称性的点，以及解除限制的量子临界点。
2022-04-27 cond-mat.str-el
Temperature evolution of spin dynamics in two- and three-dimensional Kitaev models: Influence of fluctuating gauge fluxes
长期以来，人们一直在寻找的量子自旋液体是一种量子纠缠的磁态，导致自旋自由度的分数化。从分馏中产生的准粒子不仅影响基态性质，而且以一种特殊的方式影响热力学行为。在这里，我们研究如何自旋动力学从高温顺磁体的量子自旋液体基态的演变，描述的Kitaev自旋模型的分馏成巡回物质费米子和本地化$Z_2$规范通量。除了以前的研究[J. Yoshitake，J. Nasu和Y. Motome，Phys. Rev. Lett. $\textbf{117}$，157203（2016）]，其中团簇动力学平均场论的平均场性质使我们无法研究低温性质，我们通过将连续时间量子蒙特卡罗（CTQMC）方法应用于Majorana费米子表示中量子蒙特卡罗（QMC）方法生成的统计样本来开发一种数值技术。这种QMC+CTQMC方法是完全无偏的，使我们能够研究由热激发规范通量主导的低温自旋动力学，包括由三维规范通量环引起的非常规相变，这是以前的方法无法达到的。我们将这种技术应用到Kitaev模型的二维和三维。我们的结果清楚地区分了两种情况：二维蜂窝结构的动力学通过交叉平滑地变化，而三维超蜂窝结构的动力学在相变处表现出奇异行为.我们表明，低温自旋动力学是一个敏感的探针热波动规范通量的行为非常不同的二维和三维之间。
2017-05-22 cond-mat.str-el
Hidden Fermi Liquidity and Topological Criticality in the Finite Temperature Kitaev Model
奇异自旋液体状态与分数激发在有限温度（$T$）的命运是极大的兴趣，因为分数的签名表现在有限温度（$T$）动力学在实际系统中，上面的微小的磁有序尺度。本文采用精确对角化和蒙特卡罗模拟相结合的方法，在有限$T$上研究了Jordan-Wigner费米子化Kitaev自旋液体.我们发现$(i)$棋盘或条纹有序通量晶体取决于通量的密度，和$(ii)$建立，令人惊讶的是：$(a)$的有限$T$版本的$T=0$过渡从无带隙阶段的Kitaev模型是一个莫特过渡的费米子，属于二维伊辛普适类。这些跃迁对应于弦凝聚态和稀闭弦态$(b)$之间的拓扑跃迁。莫特“绝缘体”相是劳克林游丝的精确实现（这里是p波）超导体（g-SC），和$(c)$，Kitaev Toric Code相位（TC）是{ \it fully} Gutzwiller投影p波SC。这些发现确立了$d = 2$中的有限$T$ QSL相位为{中性费米子的\it隐藏}费米液体。
2017-04-19 cond-mat.str-el
Ground state phase diagram of Kitaev-Heisenberg model on honeycomb-triangular lattice
蜂窝晶格和三角晶格上的Kitaev-Heisenberg模型作为描述铱氧化物自旋轨道物理的一种可能模型，近年来得到了广泛的研究。在该模型中，每个晶格都有许多相特征。然而，当几何形状由蜂窝晶格转变为三角晶格时，两种晶格中的相如何相互融合的研究还没有。本文研究了Kitaev-Heisenberg模型的基态，该模型定义在连接蜂窝和三角晶格的系统上，称为蜂窝-三角晶格。利用Luttinger-Tisza方法和经典的蒙特卡罗模拟，得到了该模型在经典自旋下的基态相图.除了已知的蜂窝状和三角形晶格中的相位，我们发现共存的相位组成的已知的相位。通过精确对角化和密度矩阵重整化群计算，我们发现量子涨落对相图的影响较小。
2018-04-17 cond-mat.str-el
Spin correlation and Majorana spectrum in chiral spin liquids in a decorated-honeycomb Kitaev model
采用量子蒙特卡罗模拟，在Majorana费米子表象下，研究了蜂窝格子上Kitaev模型的自旋关联和激发谱的温度演化.该量子自旋模型的基态由两种手征自旋液体给出：一种在阿贝尔任意子激发下是拓扑平凡的，另一种在非阿贝尔任意子激发下是拓扑非平凡的.在降低温度的同时，该模型在顺磁状态下表现出几个交叉，这源于量子自旋到马约拉纳费米子的分馏，除了与时间反演对称性破缺相关的相变。我们发现，自旋相关的交叉温度周围的发展，而它显示出轻微的变化，在临界温度，在其他Kitaev型模型。我们还计算了Majorana费米子的激发谱，发现非阿贝尔相的激发能隙对$Z_2$通量的热涨落是脆弱的，而阿贝尔相的激发能隙保持开放.
2015-10-15 cond-mat.str-el
Vison-Majorana complex zero-energy resonance in Kitaev's spin liquid
我们研究了Kitaev模型中场地稀释的影响。我们导出了任意组态的$Z_2$通量的动态自旋关联函数的解析解。通过将该解与经典的Monte Carlo方法相结合，我们讨论了空位对静态自旋极化率和自旋晶格弛豫率$1/T_1$等实验观测值的影响.结果发现，空位附近的动态磁响应增强，导致局域$1/T_1$的类Friedel振荡，而对静态磁化率的影响有限.此外，我们发现了一个尖锐的零能量峰的磁激发谱，这是由于Vison和Majorana零模附近的位置空缺捕获。这种零模可以解释为自旋空穴分裂成具有不同磁轴的伊辛三重态，这导致了$1/T_1$的特征温度和场取向依赖性。
2018-11-05 cond-mat.str-el
Fluctuation-induced first order phase transitions in Kitaev-like $d^4$ honeycomb magnet
我们数值研究了Kitaev蜂窝模型的玻色子模拟，Kitaev蜂窝模型是具有蜂窝晶格几何形状的$4d^4/5d^4$量子磁体的极小模型。我们用朗道理论分析和量子蒙特卡罗模拟相结合的方法构造了它的相图。特别地，我们发现顺磁态和磁有序态之间的相边界一般是涨落诱导的一级相变。我们的研究结果是潜在的适用于Ru $^{4+}$和Ir $^{5+}$为基础的蜂窝磁体。
2022-12-11 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Chiral Spin Liquids at Finite Temperature in a Three-Dimensional Kitaev Model
用无偏蒙特卡罗模拟研究了三维手征自旋液体（CSL）和顺磁体的热相变。对于扩展的Kitaev模型的三维三坐标网络被称为超九边形晶格，我们推导出低能量有效的模型在两个不同的各向异性限制。我们表明，称为通量的涌现的$Z_2$自由度之间的有效相互作用在一个极限中是不受抑制的，而在另一个极限中是高度受抑制的。在这两种情况下，我们发现一个一阶相变的CSL，时间反演和宇称对称性自发打破。然而，在挫折的情况下，CSL状态是高度异国情调-通量配置是次广泛退化，同时表现出一个方向的顺序与破$C_3$旋转对称。我们的研究结果提供了两个对比的原型的CSL在三维空间中，这两个都允许近似自由模拟的热力学。
2018-05-18 cond-mat.str-el
Order-by-disorder and magnetic field response in Heisenberg-Kitaev model on a hyperhoneycomb lattice
研究了三维超蜂窝晶格上Heisenberg-Kitaev模型的有限温度相图。利用半经典分析和经典蒙特卡罗模拟，我们研究了量子和热有序无序，以及磁有序温度。我们发现的参数制度，量子和热涨落有利于不同的磁秩序，这导致一个额外的有限温度相变内的有序相。然而，这种转变，发生在一个相对较低的温度和熵的影响可能占主导地位的有限的温度区域低于有序温度。此外，我们探讨了磁化过程中存在的磁场，并发现自旋触发器的转变是敏感的外加磁场的方向。我们讨论了我们的结果对未来实验的影响，如最近发现的β-Li 2 IrO 3超蜂窝晶格系统。
2013-09-26 cond-mat.str-el
Fractional Spin Fluctuation as a Precursor of Quantum Spin Liquids: Majorana Dynamical Mean-Field Study for the Kitaev Model
量子自旋液体的实验鉴定仍然是一个挑战，因为原始的性质是在渐近低温下看到的。本文从理论上证明了量子自旋液体的前驱体在很宽的温度范围内以顺磁态出现在自旋动力学中。本文利用Majorana费米子表象中新近发展起来的集团动力学平均场论和连续时间量子Monte Carlo方法，计算了量子自旋液体基态的蜂窝Kitaev模型的动力学自旋结构因子、核磁共振弛豫速率和磁化率。我们发现，动态自旋关联显示出特殊的温度和频率的依赖性，甚至低于静态相关饱和的温度。这些结果提供了实验上可以得到的表征量子自旋液体的涨落分形自旋的现象。
2016-08-31 cond-mat.str-el
Comprehensive study of the dynamics of a classical Kitaev spin liquid
利用蒙特卡罗模拟结合半经典自旋动力学方法研究了经典（$S \to \infty$）极限下的自旋- $S$ Kitaev模型.讨论了自旋$1/2$和经典Kitaev液体动力学结构因子的异同。有趣的是，经典模型的低温低能谱呈现出有限的能量峰，这是$S=1/2$模型的Majorana模产生的能量峰的前兆.与量子结果相比，经典峰在光谱上变窄，并且可以通过波动的一维流形（环路）内的磁振子激发来解释。因此，从经典极限到量子极限的差异可以通过一维流形中传播的磁振子的分数化来理解。此外，我们还证明了$S=1/2$模型的低能谱权的动量空间分布遵循经典模型的零模动量空间分布。
2017-07-08 cond-mat.str-el
Low-energy Majorana states in spin-liquid transitions in a three-dimensional Kitaev model
在有限温度下，数值研究了超蜂窝晶格上的三维Kitaev模型。Kitaev模型是可解的量子自旋模型之一，其中基态由带隙和无隙自旋液体给出，取决于相互作用的各向异性。这个模型可以重写为一个自由的马约拉纳费米子系统与$Z_2$变量耦合。Majorana费米子的态密度在能隙区显示出激发能隙，而在反映狄拉克节点的无能隙区则是半金属态。通过蒙特卡罗模拟，我们计算了Majorana谱的温度依赖性。我们发现，半金属浸填充温度的增加，在无隙区，但令人惊讶的是，光谱开发的激发间隙附近的区域的无隙-带隙边界。低能谱的这种变化在从自旋液体到顺磁状态的转变温度处急剧出现。结果表明，$Z_2$场的热涨落对Majorana费米子的低能态有显著的影响，特别是在自旋液体的形成过程中.
2014-09-17 cond-mat.str-el
Vison Crystals in an Extended Kitaev Model on the Honeycomb Lattice
我们引入一个扩展的Kitaev蜂窝模型，包括四自旋相互作用，保持当地的规范结构，因此原始模型的可积性。扩展模型有一个丰富的相图，包含五个不同的vison晶体，以及对称的$π$通量自旋液体与费米表面的马约拉纳费米子和一系列的Lifshitz过渡。我们讨论了可能的实验签名，特别是，本有限温度蒙特卡罗计算的比热和静态vison结构因子。我们认为，我们的扩展模型出现自然从通用扰动Kitaev蜂窝模型。
2019-07-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Direct Evidence for Fermi Statistics from Proximity to the Kitaev Spin Liquid in RuCl3
量子自旋液体（QSL）的一个关键特性是存在与其纠缠特性相关的分数激发，但缺乏对其统计特性的实验验证。例如，在潜在的Kitaev自旋液体中，RuCl 3实验发现了分数粒子的迹象，尽管不是它们的费米统计。在这里，我们采用拉曼散射揭示磁激发的真实性质，使用改进的实验方法和分析，以消除激光加热和热波动的影响。通过能量损失和增益谱，我们提取了拉曼磁化率的能量和温度依赖性，以证明RuCl 3的磁响应是由费米子激发对产生的。此外，通过与量子Monte Carlo（QMC）的精确Kitaev极限的结果相比，我们能够辨别的能量和温度范围内，额外的相互作用项是重要的。我们的结果开辟了新的方向，在QSL研究提供了一种新的方式来调查分数激发和条款的重要性，导致自旋禁闭。
2019-06-19 cond-mat.str-el
Ferrichiral skyrmions with sublattice-resolved chirality in extended Kitaev model in triangular lattice
University of Toronto（多伦多大学）；Canadian Institute for Advanced Research, CIFAR Program in Quantum Materials（加拿大高级研究院，量子材料CIFAR项目）
研究发现，在扩展的凯塔夫模型中，通过特定相互作用得到铁磁斯格里翁相，该相具有子晶格解析的标量手性，且在无外加磁场和Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的情况下在零温下稳定存在。
2026-01-23 cond-mat.str-el
Thermodynamics of a gauge-frustrated Kitaev spin liquid
二维和三维Kitaev磁体是典型的受抑量子自旋系统，其中原始自旋自由度分解为马约拉纳费米子和$\mathbb{Z}_2$规范场--这是一种纯粹的局部现象，在由键方向相互作用的强度设定的温度标度下显示出热力学交叉。对于传统的Kitaev磁体，低温热力学揭示了第二个转变，在该转变时，$\mathbb{Z}_2$规范场有序化，系统进入自旋液体基态。在这里，我们讨论一个明确的例子，超出了这个范例的情况下-的$\mathbb{Z}_2$规范场被发现是受几何挫折，热有序过渡被抑制，并产生了广泛的剩余熵。在量子体系的深处，在相互作用强度每密耳一个的温度下，规范扇区的简并度被规范场和马约拉纳费米子之间的微妙相互作用所提升，导致马约拉纳金属的形成。我们讨论了从大规模的，无符号的量子蒙特卡罗模拟的物理热力学签名。
2019-01-16 cond-mat.str-el
Thermal and quantum fluctuations in extended Kitaev-Yao-Lee spin-orbital model
University of Toronto（多伦多大学）；Canadian Institute for Advanced Research（加拿大高等研究院）
本文研究了扩展的Kitaev-Yao-Lee自旋-轨道模型中弹性和稳定性问题，通过热力学和量子涨落分析揭示了nematic相的起源和稳定性。
2026-05-20 cond-mat.str-el
Majorana Corner Modes in a Second-Order Kitaev Spin Liquid
高阶拓扑绝缘体的区别在于存在余维为2或更高的拓扑保护模式。在这里，我们报告了一个二阶拓扑绝缘体在二维受抑量子磁体中的表现，它具有拓扑角模。我们的精确可解模型是一个概括的Kitaev蜂窝模型的Shastry-Sutherland晶格，除了手性自旋液相，表现出有间隙的自旋液体与马约拉纳角模式，这是由两个镜像对称性保护。这种二阶Kitaev自旋液体在热涨落的存在下保持稳定，并在大规模量子蒙特卡罗模拟中证明了有限温度相变。
2018-03-23 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Off-diagonal Wave Function Monte Carlo Studies of Hubbard Model I
本文提出了一种研究哈伯德模型的蒙特卡罗方法，它是量子蒙特卡罗方法和变分蒙特卡罗理论的混合方法。该理论是基于非对角和Gutzwiller型相关因子，考虑到由蒙特卡洛算法。在4x4系统中，我们的方法能够再现通过对角化获得的精确结果。最后给出了二维正方晶格半满带情形的应用。的能量是有利的量子蒙特卡罗数据相比。
2002-06-04 cond-mat.str-el
Thermodynamic classification of three-dimensional Kitaev spin liquids
在阻挫磁性领域，Kitaev模型提供了一个独特的框架来研究二维和三维空间中的自旋分形现象和突现格点规范理论。它们的基态是量子自旋液体，通常可以用马约拉纳能带结构和下面的$\mathbb{Z}_2$规范结构的顺序来描述。在这里，我们提供了一个全面的分类“规范物理”的一个家庭的基本三维Kitaev模型，讨论他们的热力学和基态顺序取决于基本的晶格几何形状。使用大规模的，无符号的量子蒙特卡罗模拟，我们表明，基态规范的顺序一般可以理解的基本plaquettes的长度-一个结果，扩大了Lieb定理的适用性晶格几何形状超出其原来的范围。在有限的温度下，扩散的（gapped）vison激发破坏规范秩序在临界温度标度，这是我们发现与家庭的三维Kitaev模型的vison间隙的大小。我们还讨论了两个显着的例外，晶格结构引起的“规范挫折”或纠缠的规范有序与时间反演对称性破缺。在更一般的情况下，在这样的三维Kitaev模型的热力学规范转换是一个最自然的设置相变超出标准的朗道-金兹伯格-威尔逊范式。
2020-06-12 cond-mat.str-el
Classical $\mathbb{Z}_2$ spin liquid on the generalized four-color Kitaev model
本文提出四色Kitaev模型作为最小模型，在三配位晶格上稳定经典$\mathbb{Z}_2$自旋液体，并通过$\mathbb{Z}_2$格点规范理论和蒙特卡洛模拟揭示其涌现高斯定律、分数化激发及低温液相特征。
2025-03-11 cond-mat.str-el
Comment on "Projective Quantum Monte Carlo Method for the Anderson Impurity Model and its Application to Dynamical Mean Field Theory"
关于投影量子蒙特卡罗方法中Anderson正交性突变重要性的一点评论。
2006-04-05 cond-mat.str-el
Temperature evolution of the phonon dynamics in the Kitaev spin liquid
本文研究了有限温度下蜂窝Kitaev自旋模型中的声子动力学。我们发现Kitaev自旋液体的分数自旋激发、巡游的Majorana费米子和静态的$Z_2$通量对声子动力学有明显的影响，这使得声子动力学成为探索Kitaev自旋液体候选材料的一个有前途的工具.特别是，我们将专注于分数激发的声音衰减和声子霍尔粘度的热力学行为的签名：前者描述了声子衰变到分数激发，后者是领先的顺序时间反转对称性破缺声学声子的效果。我们发现，衰减系数的角度依赖性和它的大小被修改的热激发的$Z_2$通量。这种效应的强度很大程度上取决于表征低能马约拉纳费米子的声速和费米速度的相对大小。我们还表明，霍尔粘度强烈抑制的$Z_2$通量的密度在有限的温度下的增加。所有这些观测都反映了突现无序对$Z_2$通量引入的马约拉纳费米子的影响。我们的分析是基于互补的分析计算在低温零通量部门，和数值计算在非均匀通量部门在中高温分层蒙特卡罗（strMC）方法。
2021-08-23 cond-mat.str-el
Temperature evolution of spin dynamics in extended Kitaev models within an Abrikosov fermion theory beyond mean field
Tohoku University（东北大学）
该研究基于超越平均场的Abrikosov费米子理论，发展有限温度parton平均场理论，计算扩展Kitaev模型的自旋动力学温度演化，结果与量子蒙特卡罗计算定性一致，揭示了相关谱特征与相变倾向。
2026-10-12 cond-mat.str-el
Phase diagram of the Kitaev-Hubbard model: $\mathbb{Z}_2$ slave-spin and QMC approaches
本文通过$\mathbb{Z}_2$ slave-spin和QMC方法研究Kitaev-Hubbard模型的相图，揭示了Mott转变和量子自旋液体相的存在。
2025-12-16 cond-mat.str-el
Exotic superconductivity in the doped Kitaev quantum spin liquid
Institute for Solid State Physics, University of Tokyo（东京大学固体物理研究所）；Department of Applied Science, Graduate School of Sciences and Technology for Innovation, Yamaguchi University（山口大学理工学综合研究科应用科学系）
研究人员采用多变量变分蒙特卡洛方法，探究掺杂Kitaev量子自旋液体的超导电性，揭示不同Kitaev相互作用下超导配对对称性的变化规律，为实验搜寻非常规超导电性提供理论支撑。
2026-08-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Honeycomb-lattice Heisenberg-Kitaev model in a magnetic field: Spin canting, metamagnetism, and vortex crystals
Heisenberg-Kitaev模型是描述具有强自旋轨道耦合的蜂窝晶格莫特绝缘体（如A $_2$、IrO $_3$（A = Na，Li）和$α$ $_3$）磁性的典范模型。在这里，我们详细研究了海森伯-基塔耶夫模型在外部磁场中的物理性质。利用蒙特卡罗模拟和自旋波理论相结合，我们绘制了不同方向的磁场的经典相图。SU（2）自旋对称性的破缺使得磁化过程相当复杂，有相位序列和变磁跃迁。特别是，我们发现了各种大的单胞和多Q相位，包括在[111]方向上的场的涡旋晶体相位。我们还讨论了在高场阶段的量子修正。
2016-11-04 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
A Kitaev-type spin liquid on a quasicrystal
本研究构建了基于$Γ$-矩阵推广的Kitaev型严格可解自旋模型，利用切割-投影对应在准晶Ammann-Beenker对偶晶格上得到含多种自旋液体相的丰富相图，且在位项可在保可积性下调控基态，拓展了准晶量子磁学研究。
2023-08-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
The range of non-Kitaev terms and fractional particles in RuCl$_3$
相对论莫特绝缘体的磁激发是实现Kitaev量子自旋液体（QSL）的关键。这个完全可解的模型涉及到一个高度纠缠的状态所产生的依赖于键的伊辛相互作用，产生激发这是非本地的自旋翻转。在真实材料中的一个关键挑战是确定非Kitaev项的相对大小及其在分数激发出现或抑制中的作用。在这里，我们确定的能量和温度边界的非Kitaev相互作用的直接比较RuCl 3的拉曼磁化率与量子蒙特卡罗（QMC）结果的Kitaev QSL。此外，我们进一步证实了分数性质的磁激发，这是通过创建一对费米准粒子。有趣的是，这种费米子响应在非基塔耶夫范围内仍然有效。我们的研究结果和对喇曼极化率的关注为今后的QSL理论和实验研究提供了一个严格的新的测试。
2020-03-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tuning topological orders by a conical magnetic field in the Kitaev model
我们证明了锥形磁场${\bf H}=(1,1,1)H$可以用来调整拓扑序，从而调整各向同性反铁磁Kitaev模型中$\mathrm{Z_2}$量子自旋液体的任意子激发.在窄范围的中间场$H_{c1}\leq H\leq H_{c2}$中，导出了一种新的拓扑序，该拓扑序具有陈数$C=4$和阿贝尔任意子激发。另一方面，$C=1$伊辛拓扑秩序与非阿贝尔任意子激发，是以前已知的存在于小领域，有趣的是，在这里发现生存到$H_{c1}$，并恢复以上$H_{c2}$，直到系统变得微不足道以上更高的领域$H_{c3}$。结果是通过开发和应用$\mathrm{Z_2}$平均场理论，在零以及有限领域，以及相关的变分量子蒙特卡罗。
2019-03-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Sign-Problem-Free Variant of Complex Sachdev-Ye-Kitaev Model
我们构造了一个无符号问题的复Sachdev-Ye-Kitaev（SYK）模型，它保持了SYK模型的所有基本性质，包括在大$N$极限下的解析可解性和极大混沌性.除了复杂的费米子$N$的数量，我们的模型有一个额外的参数$M$控制的汉密尔顿，我们采取$M \to \infty$与保持$M/N$常数在大- $N$限制的条款的数量。虽然我们的模型尊重全球$U(1)$对称性与费米子数守恒，无论是大$N$限制和符号问题的自由性质变得明确的马约拉纳表示。我们对我们的模型进行了详细的分析，即，基于对称性分析、解析方法和量子蒙特卡罗模拟的随机矩阵分类。所有这些分析表明，我们的模型表现出一种非费米液体（NFL）物理，一种超越传统费米液体图像的无隙费米系统。
2021-07-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el hep-th
Monte Carlo simulation method for Laughlin-like states in a disk geometry
我们讨论了另一种精确的蒙特卡罗方法来计算圆盘几何中分数量子霍尔效应的劳克林态的基态能量和相关量。这种替代方法使我们能够获得准确的散装制度（热力学极限）的各种数量的蒙特卡罗模拟与少量的粒子（远小于所需的标准蒙特卡罗方法）的值。
2007-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Thermal Quench Dynamics of Visons in Gapless Kitaev Spin Liquid
本文研究无能隙 Kitaev 自旋液体中 vison 在热淬火后的弛豫动力学，通过大规模动力学 Monte Carlo 模拟揭示热扩散与非局域多 vison 相互作用导致温度依赖的多种湮灭行为，并阐明冻结现象与亚稳态 vison 晶体及隐藏粗化过程的关系。
2025-07-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Field-induced magnetic phases in the Kitaev candidate Na$_3$Co$_2$SbO$_6$
Leibniz IFW Dresden（莱布尼茨固体与量子材料研究所）；Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）；Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（亥姆霍兹德累斯顿-罗森多夫中心）
通过磁场和温度依赖的磁化、比热和磁卡塞效应研究，揭示了Na$_3$Co$_2$SbO$_6$中丰富的各向异性磁相图，该材料是之前提出的Kitaev候选材料。研究发现低温下存在低能级$ j_{ extrm{eff}} = rac{1}{2} $态，具有反铁磁基态和明显的平面内与平面外各向异性。通过扩展的Kitaev-海森堡模型和环交换相互作用的经典蒙特卡罗模拟，理论上表征了实验识别的磁相。所得相图揭示了多种奇特的磁场诱导磁相，包括双$ extbf{q}$、$ rac{1}{3}$-AFM、锯齿状和涡旋相。
2025-10-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Systematic Comparison and Cross-validation of Fixed-Node Diffusion Monte Carlo and Phaseless Auxiliary-Field Quantum Monte Carlo in Solids
量子蒙特卡罗（QMC）方法是模拟相关电子系统的一些最精确的方法。我们调查的兼容性，优点和缺点的两个这样的方法，即扩散蒙特卡罗（DMC）和量子场蒙特卡罗（AFQMC）。在这两种方法中采用的多行列式试验波函数是使用扰动选择迭代（CIPSI）技术的配置相互作用产生的。在DMC和AFQMC之间的比较研究中，使用CIPSI估计的完全基组全组态相互作用（CBS-FCI）能量作为参考。通过专注于一组典型的有限尺寸的固态系统，我们表明，这两个QMC方法可以系统地收敛到相同的能量，一旦基组效应和系统的偏见已被删除。AFQMC示出了一个小得多的试验波函数比DMC的依赖，同时表现出更大的基组依赖。我们概述了改进这些方法的一些剩余挑战和机遇。
2020-07-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.comp-ph
