Fermionic magnons, non-Abelian spinons, and spin quantum Hall effect from an exactly solvable Kitaev Hamiltonian with SU(2) symmetry
引入了一个精确可解的SU(2)对称Kitaev模型.在时间反演对称性(TRS)下,基态是自旋液体,具有无隙或有隙自旋-1但具有费米子激发。当TRS被破坏时,所产生的自旋液体表现出非受限的涡旋激发,其携带自旋-1/2量子数并且服从非阿贝尔统计。研究表明,这种SU(2)不变的非阿贝尔自旋液体具有自旋量子霍尔效应,量子化自旋霍尔电导率σ^ s_{xy} = \hbar /2π,并且在低能时自旋响应可用SO(3)能级1的Chern-Simons理论描述.我们进一步提出SU(2)2能级的Chern-Simons理论是描述非阿贝尔SU(2)不变自旋液体拓扑结构的有效场论。
2011-08-17 cond-mat.str-el
Transport phenomenology for a holon-spinon fluid
我们提出,铜氧化物超导体的正常态输运可以理解的自旋子和holon的双流体模型。在我们的方案中,电阻率由holon的性质决定,而磁输运涉及holon和spinon的重组,形成物理电子。我们的模型意味着霍尔传输时间是电子寿命的量度,它比纵向传输时间短。这与我们对正常状态数据的分析一致。我们预测,随着温度的升高,在光电子谱线的宽度强烈增加。我们的模型还表明,交流霍尔效应的传输时间控制。
1996-10-08 cond-mat.str-el
Low-temperature thermal Hall conductivity of Pr2Zr2O7 single crystal
为了探索量子自旋冰候选体Pr2Zr2O7中的自旋子和磁单极子的特殊激发,研究了Pr2Zr2O7单晶在[111]轴方向施加磁场时的低温霍尔热导率(\k{appa} xy)和热导率(\k{appa} xx). \k{appa} xx的磁场依赖性表明了磁激发在热导率中的作用,即在T > 1.4 K时出现的磁单极子可以传输热量,而在较低温度时自旋子主要散射声子。有限的\k{appa} xy在几特斯拉的低场下被观察到,并被讨论为与磁激发有关,包括磁单极子以及自旋子。
2023-02-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Theory of Thermal Hall Effect in Quantum Magnets
提出了绝缘量子磁体中热霍尔效应的理论,其中热流完全由电荷中性的物体如磁振子和自旋子携带。确定了两种不同类型的热霍尔响应。对于有序磁体,当晶格几何形状和潜在磁序满足某些条件时,磁振子的内禀热霍尔效应出现。另一种是自旋液体,这是一种新的量子态,因为即使在零温度下也没有秩序。在这种情况下,由于洛伦兹力,退禁闭自旋对热霍尔响应有贡献。这些结果提供了一个明确的实验方法来证明通过热输运现象的存在的退禁闭自旋。
2010-07-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electric transport in doped Mott insulators dictated by a non-Ioffe-Larkin composition rule and spinons
本文研究掺杂Mott绝缘体的电输运,基于非Ioffe-Larkin组合规则,揭示手性自旋子导致超导相零电阻、磁场下低温发散及高温线性电阻,并产生霍尔数与能斯特效应。
2025-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Gaussian-Bond Hall Viscosity and Nonlocal Hall Response of a Sampled Landau Level
Kavli Institute for Theoretical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学理论物理研究所);Institute of Solid State Physics, University of Tokyo(东京大学固体物理研究所);Department of Physics, Nagoya University(名古屋大学物理学系);Center for Spintronics Research Network, Keio University(庆应义塾大学自旋电子学研究网络中心);CAS Center for Excellence in Topological Quantum Computation, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学拓扑量子计算卓越创新中心);RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)(理化学研究所新兴物质科学中心);Advanced Science Research Center, Japan Atomic Energy Agency(日本原子能研究开发机构先进科学研究中心)
本文揭示晶格能带中霍尔粘度由量子几何中的带投影电四极矩决定,并建立非局域霍尔电导与粘度的关系,通过贝里曲率涨落量化与朗道能级形式的偏差。
2026-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hall viscosity and conductivity of two-dimensional chiral superconductors
我们计算了非相对论二维手征超导体的霍尔粘度和电导率,其中费米子由于短程吸引势而配对,例如$p+\mathrm{i}p$配对,并通过长程排斥库仑力相互作用。对于对数库仑势,霍尔粘度张量包含的贡献是奇异的低动量,编码的外部剪切应变引起的压力修正。由于这一贡献,霍尔粘度不能提取霍尔电导率,尽管伽利略对称性。对于混合维手征超导体,库仑势随距离的倒数衰减,我们发现了一种介于本征二维超导体和超流体之间的中间行为。这些结果是用有效场和微观场论得到的。
2020-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Transport signatures of Hall viscosity
霍尔粘性是描述宇称破缺的二维系统中动量输运的非耗散响应函数。它在量子霍尔机制中被量子化,并且包含关于量子霍尔态的拓扑顺序的信息。霍尔粘性可以区分具有相同霍尔电导但拓扑序不同的量子霍尔态。迄今为止,缺乏实验上可获得的霍尔粘度的特征。我们利用霍尔粘度有助于在有限波长的电荷传输的事实,因此可以从非局部电阻测量不均匀的电荷流中提取。我们解释如何确定霍尔粘度从这样的传输实验。特别是,我们表明,接近接触电流注入的电化学电位的轮廓是敏感的霍尔粘度的值。
2017-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Topological phase transition and nontrivial thermal Hall signatures in honeycomb lattice magnets
我们从长程磁序和自旋分裂之间的相互作用,以及塞曼耦合下的外部磁场,在蜂窝晶格磁体的自旋能带拓扑结构和工程。Néel序和磁场的协同作用可以重构自旋带,并驱动从长程有序和具有半子拓扑序的手征自旋液体共存相到常规磁序的拓扑相变.我们的预测可以立即通过热霍尔传输测量蜂窝晶格磁体之间被调谐到接近量子临界点进行测试。我们的理论也应该阐明蜂窝Kitaev材料与紧急马约拉纳费米子带的临界行为。我们提出了一个可能的相关性自旋1/2蜂窝状自旋液体候选材料在$_3$铜$_2$钒$_9$。
2020-04-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hall Viscosity Revealed via Density Response
量子霍尔系统最近被证明拥有一个量敏感的空间几何形状和拓扑结构的系统,被称为霍尔粘度$η_H$。尽管对其性质进行了广泛的理论讨论,但如何测量$η_H$的问题仍然是一个挑战。本文给出了具有伽利略不变性的系统的霍尔粘性与磁化率之间的一般关系。因此,它允许通过密度响应特征来确定$η_H$。整数量子霍尔的例子中的关系进行了验证,并进一步说明在一个有效的流体动力学分析。由于推导是基于久保公式,并假设不超过守恒律和平移对称性,结果适用于广泛的系统。
2015-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Non-renormalization of the Hall viscosity of integer and Jain fractional quantum Hall phases by Coulomb interactions
Physics Department, Ariel University(阿里埃尔大学物理系)
本文基于之前关于霍尔电导率的研究,利用Wigner-Weyl算子推导了库仑相互作用下整数和Jain分数量子霍尔相霍尔粘性的非重整化,通过复合费米子场论模型分析了拓扑贡献和量子霍尔流体的霍尔粘性量化。
2026-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hydrodynamic Electron Flow and Hall Viscosity
在足够小的尺寸和足够强的动量守恒散射的金属样品中,电子气的粘度可以成为控制输运的主要过程。在这种情况下,动量是一个长期存在的量,其演变由涌现流体动力学理论描述。此外,打破时间反演对称性导致出现一个奇怪的组成部分的粘度称为霍尔粘度,这引起了相当大的关注,最近由于其量子化的性质在带隙系统,但仍然逃避实验证实。基于微观计算,我们讨论了如何测量的影响,偶数和奇数分量的粘度使用流体动力学电子输运在介观样品下施加磁场。
2017-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Time-reversal odd transport in bilayer graphene: Hall conductivity and Hall viscosity
我们考虑双层石墨烯在低能量下的量子霍尔机制的时间反转奇动力学。一个生成功能的有效行动,捕捉电磁响应的所有订单的动量和频率的时空梯度$\mathcal O(\partial^3)$和评估的三阶。此外,我们还计算了霍尔粘度,并推导出霍尔电导率与$q^2$系数的显式关系。这让人想起了伽利略不变系统中的Hoyos-Son关系,它可以在大填充因子$N$的极限下恢复。
2021-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Hall viscosity from effective field theory
对于宇称破缺的二维非耗散流体,我们通过有效场论方法证明了红外动力学一般表现出Hall粘性--一种与二维各向同性相容的粘性守恒形式.霍尔粘滞系数和基态的内禀角动量密度之间的相等性直接来自于它们从低能有效作用量的相同拉格朗日项下降。我们表明,对于这样的流体声波不是纯粹的纵向,但获得椭圆偏振,与横向到纵向的纵横比成比例的频率。我们的分析是完全相对论性的,从而提供了一个自然的描述(2+1)维破宇称相对论流体。
2011-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
"Hall viscosity" and intrinsic metric of incompressible fractional Hall fluids
(引导中心)“霍尔粘性”是不可压缩的“霍尔流体”的基本张量性质,表现出分数量子霍尔效应;它决定了由非均匀电场引起的应力,以及(未重构的)边缘上的固有偶极矩。它的特征是一个有理数和一个内在的度量张量,定义了一个“不可压缩长度尺度”上的距离。这些属性不需要在2D平面中的旋转不变性。引导中心霍尔粘度的符号将颗粒流体与空穴流体区分开,并且其大小提供引导中心结构因子的$O(q^4)$小q极限的系数的下限,该引导中心结构因子是不可压缩性的基本度量。这个界限对于保角不变的模型波函数(如劳克林态或摩尔-里德态)来说是相等的。
2009-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Hall and dissipative viscosity effects on edge magnetoplasmons
电子液体中的流体动力学和粘性效应是当前研究的焦点。最有趣的可能是非耗散霍尔粘度,由于其受保护的拓扑性质,可以帮助识别复杂的拓扑顺序。在这项工作中,我们研究了一般的粘度,特别是霍尔粘度的影响,在2D电子系统中的边缘磁等离子体激元的色散关系。使用扩展的标准维纳-霍普夫技术,我们得到一个一般的解决方案的问题,占远程库仑势。在其他功能中,我们发现,在边缘上的粘度影响的分散已经领先秩序的波矢量,使边缘模式更适合其测量相比,他们的散装同行。
2018-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.flu-dyn
Spinon pairing induced by chiral in-plane exchange and the stabilization of odd-spin Chern number spin liquid in twisted ${\rm MoTe}_2$
本文证明扭曲 MoTe$_2$ 中手性面内自旋交换可诱导 DIII 对称类自旋子配对,稳定自旋陈数为三的有能隙自旋液体,并阐明电场或扭曲角变化驱动的相变。
2024-06-24 cond-mat.str-el
Mapping of Parent Hamiltonians: from Abelian and non-Abelian Quantum Hall States to Exact Models of Critical Spin Chains
本文介绍了具有任意自旋S的临界自旋链的精确模型,其中包括作为S=1/2特殊情况的Haldal-Shastry模型。在Half-Shastry模型中的自旋子服从阿贝尔半费米统计,而在这里介绍的一般模型中的自旋子服从非阿贝尔统计。这表现在分数动量间距的拓扑选择上。一般模型是通过将量子化霍尔态的精确模型映射到自旋链上而得到的。这本书开始与教学审查的所有相关模型,包括非阿贝尔统计在Pfidian霍尔状态,是可以理解的每一个学生与研究生课程的量子力学。
2011-09-28 cond-mat.str-el math-ph math.MP
Extrinsic phonon thermal Hall transport from Hall viscosity
受最近的实验上的声子贡献的热霍尔效应在铜氧化物的启发,我们提出了手征声子输运的分析。我们假设手征行为是由非零声子霍尔粘性引起的,这可能是由与电子的耦合引起的。具有非零声子霍尔粘度的声子具有固有的霍尔热导率,但是Chen等人(Phys.Rev.Lett. 124,167601(2020))认为,显著更大的霍尔热导率可以由与杂质密度成反比的非本征贡献引起。我们解决了玻尔兹曼方程的声子输运和计算的温度($T$)依赖性的热霍尔电导率源于斜散射点状杂质。我们发现,热霍尔传输的主要来源是杂质斜散射通道与相反的奇偶校验之间的干扰。霍尔热导率$\sim T^{d+2}$在$d$维度中的低$T$处,并且对于$T > T_{\rm imp}$具有$T$独立行为的窗口,其中$T_{\rm imp}$由具有相反宇称的散射势的比率确定。我们还考虑了样品边界的非镜面散射的作用,并发现它导致在低$T$的热霍尔传输可以忽略不计的修正。
2021-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Modeling Hall viscosity in magnetic-skyrmion systems
磁skyrmions是拓扑稳定的对象,是由一堆自旋紧密排列在一个光滑的方式。它们的拓扑性质提供了不寻常的和复杂的输运性质,如skyrmion霍尔效应。大量的霍尔数据进一步揭示了斯基尔米恩和反斯基尔米恩霍尔角之间的不对称性,这不能用已知的机制来解释。在这里,我们解释这种不对称性,利用另一个普遍的传输系数称为“霍尔粘度,”在量子霍尔系统中广泛研究。霍尔粘度建模在稳态skyrmion运动通过推广的Thiele方程的横向速度分量,是独立的skyrmion电荷。根据现有的非对称霍尔角数据,我们的分析表明,这种横向力占Skyrmion霍尔效应产生的力的3%~5.4%。霍尔粘度的进一步澄清对于正确设计下一代存储设备至关重要,更不用说我们对自然界基本特性的更深入理解了。
2020-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Cubic Hall viscosity in three-dimensional topological semimetals
非耗散(霍尔)粘度是已知的发挥有趣的作用,在二维(2D)拓扑状态的物质,在流体力学制度的相关材料,并在经典的活性流体与破缺的时间反转对称性(TRS)。然而,将这些效果推广到3D仍然是难以捉摸的。在这项工作中,我们解决这个问题,通过研究霍尔粘弹性响应的三维晶体。我们表明,四面体对称的系统,存在新的,本质上3D霍尔粘度系数,不能通过减少到一个准2D系统。为了研究这些系数,我们专注于一个理论和实验动机的紧束缚模型的手性磁性金属(磁性)空间群[(M)SG] P2 $_1$ 3(第198.9号),最近的实验兴趣,主机手性磁体和拓扑半金属(TSM)的非极性组。使用Kubo公式的粘度,我们计算两种形式的霍尔粘度,声子和“动量”(传统),并表明,对于紧束缚模型,我们认为,这两种形式实现了新的立方霍尔粘度。最后,我们讨论了我们的结果在二维磁性金属运输的影响,并讨论了一些候选材料中,这些影响可能会被观察到。
2021-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dissipationless Phonon Hall Viscosity
我们研究了具有带隙时间反演对称性破缺电子态的晶体的声学声子响应。声子有效作用量一般可获得无耗散的“霍尔”粘滞,它由电子波函数的绝热Berry曲率决定。该霍尔粘度赋予系统特征频率ω_v;对于频率为ω的声学声子,它使声子谱移动了(ω/ω_v)^2阶,并将相对振幅比为ω/ω_v、相移为+/- π/2的纵向和横向声学声子混合到ω/ω_v的最低阶。我们研究了几个例子,包括整数量子霍尔态、Hg_{1-y} Mn_{y} Te量子阱中的量子反常霍尔态和p_x + ipy超导体的平均场模型。我们讨论的情况下,声学声子的响应是直接相关的引力响应,其中惊人的预测已经作出。当电子-声子系统被视为一个整体时,这提供了一个例子,其中戈德斯通模式的测量可以作为系统的带隙扇区的波函数的绝热曲率的探针。
2011-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hall Viscosity in the Non-Abelian Quantum Hall Matrix Model
量子霍尔矩阵模型是简单的、可解的量子力学系统,其捕获某些分数量子霍尔态的物理。最近的研究表明,对于Laughlin态,可以从矩阵模型中提取Hall粘滞系数。在这里,我们将这种计算推广到一类非阿贝尔量子霍尔态的矩阵模型。这些状态,这是以前介绍的Blok和温,从Wess-Zumino-Witten共形场论模型的共形块。我们表明,从矩阵模型计算的霍尔粘度与里德的结果相吻合,其中霍尔粘度是确定在相关的共形场论的主要运营商的权重。
2018-08-20 cond-mat.str-el hep-th
Skyrmions and Hall viscosity
讨论了磁性Skyrmions对霍尔粘度的贡献,并提出了一种在实验中识别它的简单方法。拓扑Skyrmion电荷密度在现有的实验数据中确定的电霍尔电导率中具有独特的签名。在电中性系统中,Skyrmion电荷密度与霍尔热导率直接相关。这些结果是直接后果的场论沃德恒等式,其中涉及各种物理量的基础上对称性和先前已被应用到量子霍尔系统。
2017-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Hall viscosity as a topological invariant
填充一定数量朗道能级的非相互作用费米子的霍尔电导可以写成拓扑不变量。当用单粒子格林函数表示时,这个不变量的一个特定版本直接推广到存在相互作用的情况,包括分数霍尔态,尽管在这些情况下,这个不变量不再对应于霍尔电导。我们认为,分数霍尔状态时,这个不变的费米子的总轨道自旋的两倍,这反过来又是密切相关的霍尔粘度,数量表征的整数和分数霍尔状态,最近收到了大量的关注文献。
2014-08-08 cond-mat.str-el
Observable signatures of Hall viscosity in lowest Landau level superfluids
本文研究旋转中性玻色子形成的最低朗道能级超流体,推导含 Hall 黏度的 Landau-Ginzburg 方程,并指出其可通过涡旋偶极子旋转和声速修正观测。
2024-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Magnetodrag in hydrodynamic regime: effects of magnetoplasmon resonance and Hall viscosity
本文研究了强关联电子液体双电层的磁输运性质。对于足够干净的高流动性样品,在这些系统中的高温运输制度可以描述在纯流体动力学方面。我们集中在层间库仑散射介导的纵向阻力效应的磁场依赖性,并确定几种机制的跨阻,这是由粘性流,磁等离子体共振,和耗散热通量。特别是,我们阐明如何霍尔粘度进入磁阻力和修改其温度依赖性的磁场。
2019-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.flu-dyn
Hall viscosity from metric-sensitive dichroic probes
Université Paris-Saclay(巴黎萨克雷大学);CNRS(法国国家科学研究中心);Instituto de Telecomunicações(电信研究所);Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa(里斯本理工大学);Advanced Institute for Materials Research (WPI-AIMR), Tohoku University(东北大学先进材料研究所);Laboratoire Kastler Brossel, Collège de France(法兰西学院卡斯勒-布罗塞尔实验室);ENS-Université PSL(巴黎高等师范学院-巴黎文理研究大学);Sorbonne Université(索邦大学);International Solvay Institutes(国际索尔维研究所);Center for Nonlinear Phenomena and Complex Systems, Université Libre de Bruxelles(布鲁塞尔自由大学非线性现象与复杂系统中心);RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences (iTHEMS), RIKEN(理化学科际理论数学科学中心)
提出利用手性度量敏感驱动(旋转四极扰动)的圆二色性光谱直接测量量子霍尔液滴的霍尔粘度,并通过频率分辨光谱与其他激发分离。
2026-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Guiding-center Hall viscosity and intrinsic dipole moment along edges of incompressible fractional quantum Hall fluids
在不可压缩量子霍尔流体的边缘处的引导中心霍尔粘度(体性质)的不连续性与边缘上的固有电偶极矩的存在相关联。如果由于非均匀电场而存在漂移速度的梯度,则诱导应力中的不连续性被偶极子上的电力精确地平衡。总霍尔粘度有两个不同的贡献:一个“平凡”的贡献与几何形状的朗道轨道,和一个非平凡的贡献与指导中心的相关性。我们描述了引导中心的边缘偶极矩和“动量极化”之间的关系,它涉及到的引导中心部分的散装霍尔粘度的“轨道纠缠谱(OES)”。我们观察到,使用计算更繁重的“实空间纠缠谱(RES)”只是增加了微不足道的朗道轨道的贡献,以指导中心的一部分。这表明所有的非平凡信息都完全包含在OES中,这也揭示了一个基本的拓扑量$γ$ = $\tilde c-ν$,即“手征应力-能量异常”(或有符号共形异常)与手征电荷异常之间的差异。该量表征相关分数量子霍尔流体,而在不相关整数量子霍尔流体中消失。
2014-03-12 cond-mat.str-el
Resolving Hall and dissipative viscosity ambiguities via boundary effects
我们研究了二维各向异性流体的粘性冗余的物理含义,其中粘度张量的不同分量在系统的主体中导致相同的效应[Rao和Bradlyn,Phys. Rev. X $\textbf{10}$,021005(2020)]。我们首先重新引入冗余,它反映了缺乏知识的系统的微观信息,并给出微观的例子。接下来,我们表明,在系统中的流体流动的边界可以区分,否则冗余的粘性系数。特别是,我们展示了如何分散和阻尼的重力为主的表面波可以用来解决耗散和霍尔粘度之间的冗余,并讨论这些结果如何适用于最近的实验中手性活性流体与非零霍尔粘度。我们的研究结果强调了无发散,磁化样的贡献的重要性的应力(我们称之为“接触条款”)。最后,我们将我们的结果应用到量子霍尔流体的流体动力学,并表明,额外的贡献的行动,使大量的Wen-Zee行动规范不变的系统中的边界可以重新解释的散装粘性冗余。
2023-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.flu-dyn
Non-Abelian adiabatic statistics and Hall viscosity in quantum Hall states and p_x+ip_y paired superfluids
单朗道能级分数量子霍尔态的许多试探波函数是由取自某些共形场论的称为共形块的函数给出的。此外,二维费米子的某些成对态,如p_x+ip_y态,在长距离处也可简化为这样的形式。在这里,我们研究绝热输运的多粒子试探波函数使用的方法,从二维场论。一个上下文是计算广泛分离的准空穴的统计,这已被预测为在各种情况下是非阿贝尔的。在参数空间中,围绕一个闭合环的绝热输运产生的贝里相位或矩阵(完整性)与在粒子坐标保持固定的情况下围绕同一个环的解析延拓的效果(单值性)相同,只要试函数在参数中是标准正交的和全纯的,使得贝里矢量势(或连接)为零。我们表明,这是配对状态(包括摩尔-里德量子霍尔态)的情况下(一个简单的面积项),并提出了一般条件,它持有其他审判状态(如读取-Rezayi系列)。我们认为,审判状态的基础上非酉共形场论不描述一个间隙的拓扑相位,至少在许多情况下。通过考虑绝热变化的环的纵横比,我们计算的霍尔粘度,一个非耗散的粘性系数类似于霍尔电导率,成对的状态,劳克林状态,和更一般的量子霍尔状态。霍尔粘度是拓扑相内的不变量,并且通常与基态中的“共形自旋密度”成比例。
2008-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Spinon-Induced Phonon Dynamics in Chiral and $π$-Flux Quantum Spin Liquids
National Institute of Physics, University of the Philippines Diliman(菲律宾大学迪利曼分校物理研究所)
本文通过计算声子自能,研究自旋子-声子耦合下不同量子自旋液体相(包括手性及π-通量)对声子动力学的影响,发现声子谱不受重整化而声衰减和热导率可区分各相,且手性QSL不产生声子热霍尔效应,确立声子输运为识别QSL的探针。
2026-09-17 cond-mat.str-el
Phonon Hall Viscosity and the Intrinsic Thermal Hall Effect of $α$-RuCl$_3$
Laboratory of Atomic and Solid State Physics, Cornell University(康奈尔大学原子与固态物理实验室);Department of Physics, University of Toronto(多伦多大学物理系);Canadian Institute for Advanced Research(加拿大高级研究院)
研究揭示α-RuCl₃中声子具有霍尔黏性,产生内在热霍尔效应,解释了该材料热霍尔效应的主要贡献来源,同时展示声学法拉第效应作为探测声子霍尔黏性与 Berry 曲率的新方法。
2026-05-09 cond-mat.str-el
Hall Viscosity of Composite Fermions
霍尔粘度,也称为洛伦兹剪切模量,已经被提出作为量子霍尔流体的拓扑性质。使用最近制定的复合费米子理论的环面,我们评估了大量的分数量子霍尔态的霍尔粘度的填充因子的形式$ν=n/(2pn\pm 1)$,其中$n$和$p$是整数,从明确的波函数这些国家。计算的霍尔粘度$η^A$与表达式$η^A=(\hbar/4) {\cal S}ρ$一致,其中$ρ$是密度,${\cal S}=2p\pm n$是球形几何形状中的“位移”。我们讨论了模不变性的波函数的质量中心的动量,也最低的朗道水平的投影的作用。最后,我们表明,霍尔粘度$ν={n\over 2pn+1}$可能来自解析的微观波函数,提供的整体归一化因子满足一定的行为在热力学极限。这个推导应该适用于部分子结构中的一类态,它们是整数量子霍尔态与指向相同方向的磁场的产物。
2020-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el math-ph
Phonon Hall Viscosity in Magnetic Insulators
在晶格声子的低能描述中,声子霍尔粘滞度是表示时间反演对称性破缺的主要项。它可以产生声子Berry曲率,并可以通过声学法拉第效应和热霍尔输运在实验上观察到。本文提出了一个系统的方法来获得外磁场作用下磁性绝缘体中由声子-磁振子相互作用引起的声子霍尔粘滞系数。我们得到了导致非零法拉第旋转和霍尔电导率的一般对称性判据,并阐明了晶格对称性、自旋轨道耦合、外磁场和磁有序之间的相互作用。通过微观计算验证了对称性分析。通过构造描述自旋动力学和自旋-晶格耦合的广义霍尔允许的有效作用量,并对自旋涨落进行积分,可以得到声子有效作用量中的首阶时间反演破缺项,即声子霍尔粘滞.本文对四方晶格的铜氧化物莫特绝缘体Sr $_2$ CuO $_2$ Cl $_2$的反铁磁体进行了详细的分析,所述方法可以推广到其它磁性绝缘体。
2021-03-07 cond-mat.str-el
Coulomb drag of viscous electron fluids: drag viscosity and negative drag conductivity
我们表明,在流体动力双层系统中的库仑阻力导致流体动力方程中的附加粘性项,即,除了众所周知的运动粘度和霍尔粘度外,还包括阻力粘度和阻力-霍尔粘度。这些新的粘度项产生的应力张量的变化,由于层间库仑相互作用。所有四个粘度项都可以通过改变所施加的磁场和两层中的电子密度来调节。在两层中的电子密度之间的某些比率下,拖曳粘度显著地改变纵向输运,导致负拖曳电导率。
2022-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hall viscosity and putative quantum Hall states without positive-definite K-matrix
Utrecht University(乌得勒支大学);Karlsruhe Institute of Technology(卡尔斯鲁厄理工学院);Maynooth University(梅努斯大学)
本文研究了由K矩阵等于(1 1 3)标记的可能量子霍尔效应态,通过在扭棱镜上定义并计算其霍尔黏性。这些态在球面上被引入为不同于费米子和反费米子态的相。通过边界条件、模不变性和基态简并性,唯一确定了所提波函数的形式。
2026-03-23 cond-mat.str-el
Hall Viscosity of Hierarchical Quantum Hall States
利用基于共形场论的方法,我们构造了阿贝尔量子Hall族中所有手征态在具有任意平坦度规的环面上的模型波函数。这些函数没有变分参数,它们在模群下以与Laughlin波函数的多分量推广相同的方式变换。假设在绝热变化的模块参数$τ$的Berry阶段的情况下,我们计算量子霍尔粘度,并发现它是在协议的公式,由阅读,其中涉及的粘度的平均轨道自旋的电子。对于填充因子$ν=2/5$ Jain状态,这是在第二层次中,我们比较我们的模型波函数与数值计算得到的库仑相互作用的最低朗道能级的哈密顿量的基态,并发现在复杂的$τ$ -平面的大区域非常好的协议。对于同一个例子,我们还数值计算霍尔粘度,发现与分析结果的模型波函数和数值得到的库仑波函数。我们认为,这支持广义等离子体类比的概念,将确保使用共形场论方法获得的波函数不收购贝里阶段绝热演化。
2014-01-07 cond-mat.str-el
Two-dimensional electron hydrodynamics in a random array of impenetrable obstacles: Magnetoresistivity, Hall viscosity, and the Landauer dipole
本文构建了二维电子液体流经不可穿透障碍物随机阵列的流体动力学框架,推导电阻率张量公式,揭示霍尔黏度对电场旋转、霍尔常数偏离及负磁阻的影响,并建立电阻率与Landauer偶极子的概念联系。
2023-10-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Viscoelastic response of topological tight-binding models in two and three dimensions
对外界扰动的拓扑响应是表征物质不同拓扑相的有效探针。除了霍尔电导之外,霍尔粘度是这种响应的另一个示例,其测量电子波函数如何响应底层几何结构的变化。拓扑(陈)绝缘体已知具有量子化的霍尔电导。一个自然的问题是霍尔粘度如何表现这些材料。迄今为止,对陈式绝缘体霍尔粘性的研究主要集中在连续极限上。晶格的存在打破了连续的平移对称性,使之成为一个离散的群,这导致了两个复杂的问题:它引入了一个新的长度尺度与晶格常数相关联,并使动量周期。我们开发了两种不同的方法来实现晶格变形:(1)晶格畸变被编码为晶格动量的移位,以及(2)晶格变形在跳跃矩阵元素的梯度展开中被微观地处理。在建立了变形方法之后,我们可以通过线性响应(Kubo)公式来计算霍尔粘度。我们研究这些方法的三个模型:Hofstadter模型,陈省身绝缘体,和表面的三维拓扑绝缘体。我们的结果在某些制度的参数,其中的连续极限是相关的,是在协议与以前的计算。我们还通过研究单晶三维拓扑绝缘体的声子性质,提供了可能的霍尔粘度的实验签名。
2015-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Separation of spin and charge in paired spin-singlet quantum Hall states
我们提出了一系列成对的自旋单态量子霍尔态,它表现出自旋和电荷自由度的分离。这些态的基本激发态是自旋子(自旋为-1/2且电荷为零)或分数荷子(电荷为+/-1/2m +1且自旋为零),它们的填充分数ν=2/(2 m +1),其中m为奇数。这些激发的辫子统计是非阿贝尔的。在这些状态中自旋和电荷分离的机制是拓扑的:自旋和电荷激发通过与p波配对凝聚体中的涡旋结合而被释放。我们简要地讨论相关的,阿贝尔自旋单态和可能的过渡。
2002-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hall viscosity of the Laughlin state on noisy quantum computers
Los Alamos National Laboratory(洛斯阿拉莫斯国家实验室);City College of the City University of New York(纽约市立学院);Western Washington University(西华盛顿大学);Graduate Center of City University of New York(纽约市立大学研究生中心)
本研究在噪声量子计算机上通过量子电路协议测量Laufflin态的Hall黏度,验证了其在受限范围内的实验一致性。
2026-10-05 cond-mat.str-el quant-ph
Generalized Electron Hydrodynamics, Vorticity Coupling, and Hall Viscosity in Crystals
理论和实验研究表明,凝聚态物质中的电子可以表现出流体动力学行为,表现出流体现象,如斯托克斯流和涡旋。与经典流体不同,晶体内部的优先方向解除了各向同性的限制,需要对电子流体动力学进行一般化的处理。我们探讨电子流体行为所产生的最一般的粘度张量在二维和三维,仅受热力学和晶体对称性。诸如石墨烯之类的半平面2D材料支持与各向同性流体的流动难以区分的流动。相比之下,包括Weyl半金属的3D材料表现出与各向同性的显著偏差。打破时间反演对称性,例如在磁性拓扑材料中,将非耗散霍尔分量引入粘性张量。虽然这在3D中通过各向同性而消失,但各向异性材料可以表现出非零的霍尔粘度分量。我们表明,在三维各向异性材料的电子流体应力可以耦合到涡不打破时间反演对称性。我们的工作展示了石墨烯之外系统中电子流体动力学的异常景观,并提出了实验几何来量化电子粘度的影响。
2020-02-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.comp-ph
Spinon heat transport in the three-dimensional quantum magnet PbCuTe$_2$O$_6$
本研究发现三维量子磁体PbCuTe$_2$O$_6$在亚开尔文下的热输运由自旋子费米面的中性费米子贡献主导,且该量子自旋液体特征对结晶度、磁场等外在因素具有鲁棒性,证实其为真正的QSL材料。
2023-11-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Optical N-plasmon: Topological hydrodynamic excitations in Graphene from repulsive Hall viscosity
本研究提出石墨烯中源自排斥霍尔黏度的拓扑保护边缘激发光学N-等离激元,验证其与平庸边缘磁等离激元的本质差异,设计出超亚波长宽带拓扑流体动力学环行器,证实其可经介电环境调控,为排斥霍尔黏度提供证据并拓展二维材料拓扑电磁相应用。
2023-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.flu-dyn
Hall Viscosity and Angular Momentum in Gapless Holographic Models
我们用全息方法比较了有限温度下$2+1$维无隙系统的霍尔粘度$η_H$和角动量密度${\cal J}$。我们从一个共形不动点开始,然后打开一个扰动,它通过大体积中的规范和引力陈-西蒙斯耦合来打破宇称和时间反演对称性。虽然$η_H$和${\cal J}$的比值在微扰稍微相关时表现出一些普遍的性质,但我们发现这两个量的行为一般是不同的。特别地,$η_H$仅依赖于红外物理,而${\cal J}$接收来自所有尺度的自由度的贡献。
2014-03-24 cond-mat.str-el gr-qc hep-th
Magnetohydrodynamics in graphene: shear and Hall viscosities
粘性现象是狄拉克费米子在足够高的温度下在干净的石墨烯中表现出的流体动力学流动的标志。本文基于动力学理论,结合重整化群,对任意掺杂水平和非量子化磁场下石墨烯的电子剪切和霍尔粘度进行了定量计算.在电荷中性,霍尔粘度消失,而依赖于场的剪切粘度衰减从零场值饱和到一个非零值,在经典强场。远离电荷中性,场依赖的粘性系数往往同意半经典的预期。
2019-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hall viscosity and geometric response in the Chern-Simons matrix model of the Laughlin states
我们研究几何方面的Laughlin分数量子霍尔(HHH)状态使用的矩阵量子力学模型称为陈-西蒙斯矩阵模型(CSMM)的这些国家的描述。这个模型由Polychronakos提出,作为Susskind早先提出的Laughlin态的非对易Chern-Simons理论描述的正则化。这两个模型都可以理解为将电子在一种非对易流体中的状态描述为形成一种非对易流体,即,占据非对易空间的流体。在这里,我们重新审视CSMM在最近的工作中的几何响应的ESTA效应,与确定CSMM是否捕捉到这方面的物理学的劳克林状态的目标。对于这个模型,我们计算的霍尔粘度,霍尔电导在一个非均匀的电场,和霍尔粘度在各向异性(或固有几何)的存在。我们的计算表明,CSMM捕获的引导中心的贡献,这些量的已知值在劳克林态,但缺乏朗道轨道的贡献。Laughlin态中有趣的关联完全包含在态/波函数的引导中心部分中,因此我们得出结论:CSMM精确地描述了Laughlin态的最重要的物理方面,包括Hall粘性和这些态的其他几何性质。
2018-05-14 cond-mat.str-el hep-th
Thermodynamic and Dynamical Signatures of a Quantum Spin-Hall Insulator to Superconductor Transition
狄拉克费米子模型的热力学和动力学性质,具有将相互作用产生的量子自旋霍尔绝缘体与s波超导体分离的去限制量子临界点(DQCP)[Nature Comm.~ { \bf 10},2658(2019)]通过量子蒙特卡罗模拟进行研究。在由单粒子能隙束缚的非受限量子临界区域内,出现了自旋子和无自旋的电荷2 e skyrmions。由于该模型保存总自旋和电荷,并有一个单一的长度尺度,这些激发导致一个特征的线性温度依赖性的均匀自旋和电荷的磁化率。在DQCP,序参量动力学结构因子显示出显著的相似性,支持涌现洛伦兹对称性。在临界温度以上,超导性被自旋1/2涡旋的增殖破坏。
2022-07-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fermionic spin liquid analysis of the paramagnetic state in Volborthite
最近,在由具有$S=1/2$局部矩的扭曲Kagome层组成的Volborthite的顺磁态中观察到了热霍尔效应。尽管出现了低于$1 \, \mathrm{K}$的磁序,但对外部磁场的响应和高于$1 \, \mathrm{K}$的顺磁态的不寻常性质表明可能实现奇异量子相。受这些发现的启发,我们研究了可能的自旋液相与费米子自旋激发的非对称版本的可果美晶格,这属于二维晶体学组$p2gg$。这种非对称结构与在密度泛函理论(DFT)计算中得到的自旋模型一致。利用投影对称群(PSG)分析和费米子部分子平均场论,我们确定了12个不同的$\mathbb{Z}_2$自旋液体状态,其中四个被发现有对应的8个Schwinger玻色子自旋液体状态,我们之前分类。我们研究了四个玻色子对应的费米子态,发现它们对应的根$U(1)$态的光谱具有自旋费米面的特征。自旋费米面的存在可能为在Volborthite中观察到的有限的霍尔热导率提供了一个可能的解释。
2017-03-27 cond-mat.str-el
Geometrical Responses of Generalized Landau Levels: Structure Factor and the Quantized Hall Viscosity
本文提出广义朗道能级(GLLs)的几何表征,证明其为调和映射及结构因子临界点,并发现填充 GLLs 具有量子化霍尔黏度,确立其作为朗道能级的推广。
2025-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Hall Viscosity in a Strongly Coupled Magnetized Plasma
我们展示了如何霍尔粘度诱导的磁场可以产生强耦合理论与全息对偶。这是通过考虑宇称破缺引力对偶中的高阶导数项来实现的。这些项将黎曼曲率张量耦合到与荷电电流对偶的规范场的场强,并且在场论方面类似于"欧拉电流"和电磁场之间的耦合。作为一个具体的例子,我们研究了新项对$AdS_4$中强耦合磁化等离子体与双子黑洞对偶的热力学和输运性质的影响。作为全息模型的一个新性质,我们发现对于一个在零磁场下初始为中性的态,当磁场开启时,存在电荷密度和非耗散的霍尔输运,值得注意的是,我们还观察到即使在比温度大得多的磁场下,全息模型的结果也与流体力学相一致.
2019-08-27 cond-mat.str-el hep-th
Viscoelastic response of quantum Hall fluids in a tilted field
本文研究了倾斜磁场中整数量子霍尔态的粘弹性。特别是,我们探讨在何种程度上的倾斜场系统的行为像一个二维的电子气与各向异性的质量存在的应变变形。我们首先回顾了在外部磁场的粘度久保形式主义,特别注意旋转对称性和接触条款的作用。接下来,我们计算的电导率,应力,和粘度张量IQH状态中存在的倾斜场和垂直限制势。通过与最近发展的双度规理论的比较,我们发现:在收缩的Hall粘滞张量水平上,只有同时修正背景垂直磁场,倾斜场与有效质量各向异性的映射才成立;换句话说,同时测量密度,收缩霍尔粘度,在固定粒子数下的霍尔电导率可以区分倾斜场和有效质量各向异性。此外,我们表明,在存在一个倾斜的磁场,应力张量获得一个不寻常的各向异性基态平均,导致异常的弹性响应函数。为了进一步研究倾斜场IQH流体的现象,我们发展了一种将具有约束势和磁场的三维哈密顿量投影到二维哈密顿量的形式.我们发现,投影流体耦合非最小的几何变形,表示存在内部的几何自由度。
2019-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Spin chain network construction of chiral spin liquids
我们表明,蜂窝晶格的海森堡自旋$1/2$链与三自旋结相互作用,可以控制分析研究的手性自旋液体(CSL)。调谐这些相互作用的手征固定点,我们发现一个Kalmeyer-Laughlin CSL相,这里是连接到临界点的边界共形场论。我们的结构直接产生一个量子化的自旋霍尔电导和局域自旋子与半离子统计作为基本激发。我们还勾勒出远离旋子可能凝聚的手征点的相图。我们的方法的推广可以为许多其他CSL提供微观实现。
2019-09-10 cond-mat.str-el