Variational study of a mobile hole in a two dimensional quantum antiferromagnet using entangled-plaquette states
利用基于纠缠元格模型的变分蒙特卡罗模拟方法研究了正方晶格上$t-J$模型中可移动空穴的性质.我们的能量估计小格子重现可用的精确结果。我们得到的值的空穴能量色散曲线上的大晶格定量协议与早期的研究结果的基础上最可靠的数值技术。提供了孔谱权重的精确估计。
2011-03-08 cond-mat.str-el
Plaquette valence-bond ordering in J_1-J_2 Heisenberg antiferromagnet on the honeycomb lattice
采用精确对角化方法,在S_z=0基和最近邻单重价键(NNVB)基下研究了蜂窝晶格上具有第一和第二邻反铁磁交换的S=1/2海森堡模型(J_{1} - J_{2}模型).我们发现,当0.2<J_2/J_1<0.3时,NNVB基对基态的描述与精确结果相比是恰当的。通过分析二聚体-二聚体以及格片-格片的相关性,并定义适当的结构因子,我们研究了可能的对称性破缺态作为阻挫区基态的候选者。在0.2<J_2/J_1<0.3的情况下,我们提供了大量支持格片价键有序的证据.通过进一步增加比率J_2/J_1,该状态经历向交错二聚化状态的转变。
2011-01-31 cond-mat.str-el
Two Plaquette-Singlet Phases and Emergent SO(5) Deconfined Quantum Criticality in SrCu2(BO3)2
高压11B NMR揭示SrCu2(BO3)2存在FP与EP两种方格单态相,二者及与AFM相的转变支持受SO(5)对称性支配的退禁闭量子临界性。
2025-06-08 cond-mat.str-el
Application of the generalized 3D Jordan-Wigner transformation to the bilayer Heisenberg antiferromagnet
我们扩展的定义的乔丹-维格纳变换到三维使用的推广的想法,在二维的情况下,本作者之一。在这种变换下,三维XY哈密顿量被变换成耦合到只有两个分量的规范场的无自旋费米子系统。我们计算了立方晶格中3个基本垂直格元的单位格元通量,发现只有两个格元的单位格元通量不为零。我们提供了一个简单的解释,为平均相位每格片是$π$的格片上,它是非零的。然后,我们将这些发现应用到海森堡双层反铁磁体的研究。
2000-07-15 cond-mat.str-el
Spin-1/2 J1-J2 Heisenberg antiferromagnet on a square lattice: a plaquette renormalized tensor network study
我们应用张量网络态的元格重整化方案[Phys. Rev. E,83,056703(2011)]研究了自旋为1/2的受抑海森堡J1-J2模型在L*L正方晶格上的性质,其中L = 8,16和32.将张量元作为变分参数,得到了不同J2/J1值下的基态,并研究了交错磁序参量、最近邻自旋-自旋关联和格元序参量.除了在低J2/J1和高J2/J1处的Néel序和共线序外,我们还观察到在中间J2/J1处的元格序。在J2 = 0.40J1附近观察到Néel有序和元格有序之间的连续过渡。通过一级相变在J2 = 0.62J1处出现共线级。
2012-03-12 cond-mat.str-el
Ground-state phase diagram of the spin-1/2 square-lattice J1-J2 model with plaquette structure
利用高阶近似的耦合集团方法和Lanczos精确对角化方法,研究了正方格子上自旋为1/2的量子J1-J2模型的基态相图.我们考虑了反铁磁(J1>0)和铁磁(J1<0)最近邻相互作用以及令人沮丧的反铁磁次最近邻相互作用J2>0。格元间相互作用的强度λ在λ =1(对应于均匀J1-J2模型)和λ =0(对应于孤立的受抑4自旋格元)之间变化。虽然在经典水平(s \to \infty)上,模型的两个版本(即,由于铁磁和反铁磁J 1)表现出相同的基态行为,所以对于s=1/2的量子情形,基态相图基本上不同。对于反铁磁情况(J1 > 0),出现了小J2/J1和λ \gtrsim 0.47的Neel反铁磁长程序,以及大J2/J1和λ \gtrsim 0.30的共线条纹反铁磁长程序,这与它们的经典对应物相对应。这两个半经典的磁相分离的一个量子顺磁相。存在这种相变的参数区域随着λ的减小而增大。对于铁磁情形(J1 < 0),我们得到了小J2/ |J1|的平凡铁磁基态。通过增加J2,这个经典的阶段让位于半经典的元格阶段,其中长度s=2的元格块自旋是反铁磁长程有序的。进一步增加J2,然后产生共线条纹反铁磁长程序的λ \gtrsim 0.38,但一个量子顺磁相λ \lesssim 0.38。
2012-05-03 cond-mat.str-el
Plaquette-singlet solid state and topological hidden order in spin-1 antiferromagnetic Heisenberg ladder
用量子蒙特卡罗方法研究了自旋为1的两足反铁磁梯的基态性质。结果表明,无论链间耦合强度如何,沿链的关联长度和自旋能隙都是有限的,即,Half态和自旋1二聚体态平滑地连接,它们之间没有任何量子相变。我们提出了一种格片-单重态固体,它能很好地定性描述自旋1阶梯的基态,并给出了相应的拓扑隐序参量。数值结果表明,新的隐藏的序参量仍然有限的二聚体的限制,虽然传统的字符串顺序定义在每个链立即消失时,无穷小链间耦合引入。
2001-06-05 cond-mat.str-el
Quantum Phase Transition in a Heisenberg Antiferromagnet on a Square Lattice with Strong Plaquette Interactions
我们给出了非均匀正方晶格上的$S=1/2$海森堡反铁磁体的数值结果,其中不同格子的自旋之间具有可调的相互作用。利用量子蒙特卡罗方法,我们改进了以往关于分离单重态无序相和Néel有序相的临界点的结果,得到了与三维经典海森堡普适类一致的临界指数$ν$的估计.此外,我们表明,一个相当准确的临界点的结果可以从承包商重整化(CORE)扩展通过应用一个令人惊讶的简单的分析,有效的哈密顿。
2008-10-07 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Ground-state properties of the spin-1/2 antiferromagnetic Heisenberg model on the triangular lattice: A variational study based on entangled-plaquette states
在广义纠缠元格变分方法的基础上,研究了三角晶格上自旋为1/2的反铁磁海森堡模型的基态性质。我们的数值估计与现有的精确结果吻合良好,并且对于大系统尺寸,与通过最佳替代数值方法计算的结果相当,或者通过基于特定(即,结合问题相关项)试验波函数。外推到我们的结果的热力学极限,对于包括多达N=324个自旋的晶格,产生$-0.5458(2)$ [对于XX模型为$-0.4074(1)$]的每个位点的基态能量(以交换耦合为单位)的上限,而估计的无限晶格序参量是$0.3178(5)$(即,约为经典值的64%)。
2010-10-27 cond-mat.str-el
Exotic topological point and line nodes in the plaquette excitations of a frustrated Heisenberg antiferromagnet on the honeycomb lattice
当系统的基态处于自旋无序格片-价键-固相时,在阻挫自旋1/2 $J_1$ - $J_2$反铁磁Heisenberg蜂窝模型的三重格片激发中出现了包括Dirac、二次和三次带接触点在内的一系列拓扑节点以及一对简并的Dirac线节点.利用孤立的海森堡六角元格的本征态,发展了该蜂窝模型的六自旋元格算子理论。自旋-1/2算符表示在由格元算符张成的Fock空间中,格元算符是根据单个受抑Heisenberg六边形本征态的精确解析形式得到的。最后,利用平均场近似,基于低能单态和三态元格算符,得到了该系统的有效相互作用玻色子模型。估算了该体系的基态能和自旋能隙,并与已知结果进行了比较,验证了该方法的有效性。在自旋无序基态的基础上出现的拓扑点和线节点在任何阻挫系统上都是非常罕见的,同时也出现了三重态平带。这些拓扑节点的演变研究在整个完整的挫折政权。最后,拓扑相位的出现已被报道后,添加一个时间反演对称性破缺项的哈密顿量。自旋能隙与拓扑节点或相位的共存使这个蜂窝模型成为一个有趣的模型。
2020-08-01 cond-mat.str-el
Emergent O(4) symmetry at the phase transition from plaquette-singlet to antiferromagnetic order in quasi-two-dimensional quantum magnets
最近的实验[J. Guo等人,Phys. Rev. Lett.124,206602(2020)]对受抑层状量子磁体SrCu $_2$(BO $_3$)$_2$ --Shastry-Sutherland材料--的热力学性质的研究,为作为压力函数的片晶-单线态和反铁磁有序之间的低温相变提供了强有力的证据。在二维“棋盘J-Q”量子自旋模型中发现了反铁磁和格片单重态序参量具有明显的O(4)对称性的一级量子相变[B. Zhao等人,15,678(2019)],我们在这里研究存在弱层间耦合的相同模型。我们的重点是新兴的对称性的演变,作为系统的交叉从二维到三维和相变从严格的零温度在二维扩展到有限的温度,如预期在SrCu $_2$(BO $_3$)$_2$。使用量子蒙特卡罗模拟,我们映射出的血小板单重态和反铁磁相的相边界,特别关注的三相点,这两个顺序相满足顺磁相给定的层间耦合强度。在三相点附近,所有的跃迁都是一阶跃迁。我们发现,当层间耦合变得足够大时,共存态的O(4)对称性明显消失,但对于弱耦合,实验预期的量级,在三相点仍然可以观察到显著的长度尺度上的对称性。因此,SrCu $_2$(BO $_3$)$_2$中的斑片-单线态到反铁磁的转变很可能表现出涌现O(4)对称性的残余,这应该是由于额外的弱能隙的Goldstone模而可观察到的。
2021-06-17 cond-mat.str-el
Dirac fermions with plaquette interactions. II. SU(4) phase diagram with Gross-Neveu criticality and quantum spin liquid
在足够低的温度下,相互作用的电子系统倾向于形成有序。量子临界点(QCP)和量子自旋液体(QSL)是指在最低温度下,涨落阻止高度纠缠的量子物质进入有序状态。虽然这些状态的衍生物可能已经出现在高温超导体、超冷原子、受抑磁体和量子莫尔材料中,但它们的无偏存在在微观二维晶格模型中仍然难以捉摸。在这里,我们表明通过大规模量子蒙特卡罗模拟的相关电子的$π$通量的正方形晶格进行扩展的哈伯德相互作用,Gross-Neveu QCP分离无质量狄拉克费米子和柱状价键固体在有限的相互作用,和一个可能的狄拉克QSL在无限但易于处理的相互作用极限出现在一个连贯的序列。这些意想不到的新的量子态存在于这个看起来简单的模型中,统一了包括涌现对称性,去精细化和涌现物质与规范场之间的动力学耦合在内的成分,无论是在量子多体理论还是对上述实验系统的理解中都具有深远的意义。
2022-09-29 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Plaquette-RVB state in the Frustrated Honeycomb Antiferromagnet
我们研究了蜂窝格子$J_1-J_2$模型中次近邻相互作用引起的格片-RVB(pRVB)态。从退耦六边形的极限出发,我们发展了一种元胞算符方法来描述pRVB态及其低能激发。我们的计算澄清了假定的pRVB态必然具有f-波对称性-元格波函数是凯库莱结构的反对称组合。我们估计了作为$J_2/J_1$的函数的元格有序振幅、基态能量和自旋能隙。pRVB状态在$J_2/J_1 \sim 0.25$附近最稳定。我们确定的波矢量的最低三重激发,这可以使用精确对角化或DMRG研究进行验证。当$J_2$被约化时,我们可以有一个非限定的量子相变(QPT)或一个一阶跃迁到Néel态。当$J_2$增加时,我们推测系统经历一级相变,进入打破晶格转动对称的状态。
2013-02-15 cond-mat.other cond-mat.str-el
Two-Dimensional Quantum Spin Systems with Ladder and Plaquette Structure
本文研究了具有梯形和格形结构的二维量子自旋系统的低能性质,该系统由具有键和自旋交替的广义反铁磁Heisenberg模型描述.利用非线性$σ$模型技术和改进的自旋波方法,计算了自旋能隙和自发磁化强度,讨论了有序态和无序态之间的量子相变.我们讨论了自旋能隙相是如何被驱动到相图中的反铁磁相。
1998-10-30 cond-mat.str-el
Two holes in a two-dimensional quantum antiferromagnet: A variational study based on entangled-plaquette states
我们证明了纠缠元格变分方法可以适用于研究两个可移动空穴存在下的二维$t-J$模型。具体而言,我们专注于一个正方形晶格,包括$N=256$网站的参数范围$0.4\leq J/ t\leq2.0$。基态能量是通过优化的波函数,其中的重量,一个给定的配置表示的变分系数与方形和线性纠缠斑。我们的估计与$N=16$晶格的精确结果非常一致。通过将我们的研究扩展到相当大的系统,我们发现,基于对在空间分离$r$处发现两个空穴的概率的长距离尾部的分析,以及我们计算的两个空穴的结合能,对于这里探索的所有$J/t$值,存在两个空穴的束缚态。估计对于$J/t<J_c/t\simeq 0.19$,两个空穴的d波结合不发生。
2016-10-13 cond-mat.str-el
Plaquette valence-bond solid in the square lattice J1-J2 antiferromagnet Heisenberg model: a bond operator approach
本文用键算子理论研究了正方晶格上自旋为1/2的J_1-J_2反铁磁体海森堡模型的格构价键固相。我们首先考虑四个S = 1/2自旋在一个单一的元格,并确定债券运营商表示的自旋运营商的单线态,三线态,五重玻色子运营商。然后将该方法应用于J_1-J_2模型,得到了一个有效的单态和三态相互作用玻色子模型。在谐波近似下分析了有效模型,恢复了Zhitomirsky和Ueda [Phys.Rev.B54,9007(1996)]的结果。通过引入立方(三重态-三重态-三重态和单重态-三重态-三重态)和四重态相互作用的微扰,我们发现格构价键固相在0.34 < J_2/J_1 < 0.59的参数范围内是稳定的,比简谐参数范围窄。根据谐波近似,激发能隙在临界耦合J_2 = 0.34 J_1和J_2 = 0.59 J_1处为零。有趣的是,当J_2 < 0.48 J_1时,激发能隙对应于四聚布里渊区的$Γ$点处的单重-三重激发,而当J_2 > 0.48 J_1时,它与四聚布里渊区的X =(pi/2,0)点处的单重-单重激发有关。
2014-03-21 cond-mat.str-el
Uncovering double-stripe and plaquette antiferromagnetic states in the one-band Hubbard model on a frustrated square lattice
在平均场近似下重新讨论受抑正方形晶格上单带哈伯德模型的基态磁性,其中考虑了半填充时的最近邻$t_1$和次最近邻$t_2$跳跃。在中等强度的Hubbard $U$和相对较强的$t_2/t_1$阻挫下检测到两种新的磁性相,称为双条纹和格片反铁磁态,这两种反铁磁态都是金属的,即使在有限的温度和电子掺杂下也是稳定的。详细分析了不同相之间的相变的本质和两种新态的性质。我们在极小模型中从几何挫折中出现的各种磁态的结果表明,在两个高T $_c$超导族的母态中实验观察到的不同的反铁磁性,即,铜酸盐和铁基超导体可以从统一的微观起源来理解,而不管轨道自由度或比次近邻更远的跳跃等。
2021-07-05 cond-mat.str-el physics.atom-ph
Magnetic field induced topological nodal-lines in triplet excitations of frustrated antiferromagnet CaV$_4$O$_9$
在自旋为1/2的阻挫反铁磁模型的三重态色散带中发现了磁场诱导的多条非Dirac谱线。分别基于格片共振价键和二聚基态,采用格片和键算符方法,在最近和次最近邻海森堡相互作用下,得到了两种不同参数体系下的三重格片和键激发.在没有磁场的情况下,在元格激发中观察到一对具有明显拓扑特征的六重简并磁环。发现在磁场存在下,它们分裂成三对二重简并磁环。在另一参数区,在有磁场存在的情况下,系统在三重子色散带中存在各种形状的二重简并多重线。另外还确定了这两种体系的基态能和自旋能隙。这些谱线可望在阻挫反铁磁体CaV $_4$ O $_9$的中子散射实验中被探测到。
2020-08-01 cond-mat.str-el
On Spin 1/2 Excitations and Quantum Criticality in Two Dimensional O(3) Antiferromagnets
我们证明了,尽管没有Hopf项和零Berry相项,2+1维量子反铁磁体的N`eel有序相仍具有自旋1/2的激发态,即自旋子.自旋子是拓扑性质的skyrmion激发。由于Skyrmion间隙与自旋刚度成正比,量子临界对应于Skyrmion间隙坍缩。我们推测,skyrmions是相关的临界性,也许,有关最近的建议的临界细分。
2005-10-05 cond-mat.str-el
Emergence of localized magnetic moments near antiferromagnetic quantum criticality
我们用$\bm{Q} = 2 \bm{k}_{F}$重新研究了反铁磁量子相变,其中$\bm{Q}$是有序波矢,$\bm{k}_{F}$是费米动量。在强耦合方法中重新表述Hertz-Moriya-Millis理论,对角化自旋-费米子耦合项,并在Eliashberg近似下对具有量子修正的有效场论进行标度分析,我们提出了一个新的反铁磁量子相变的相互作用不动点,其中反铁磁自旋涨落成为与重整化电子相互作用的局部临界点.局域量子临界性的出现暗示了反铁磁量子临界性的$ω/T$标度机制,这在赫兹-森谷-米利斯理论中是被禁止的。
2014-08-04 cond-mat.str-el
Quantum criticality of the kagome antiferromagnet with Dzyaloshinskii-Moriya interactions
研究了最近邻kagome反铁磁体在Dzyaloshinksii-Moriya相互作用下的零温相图。我们发展了一个具有玻色自旋子的Z2自旋液体和具有反铁磁长程序的相之间的转变理论。连接到最近的数值研究和实验进行了讨论。
2010-03-05 cond-mat.str-el
$z = 3$ antiferromagnetic quantum criticality and emergence of fermionized skyrmions
提出了描述巡游电子系统中反铁磁量子临界性的具有动力学临界指数$z = 2$的Hertz-Moriya-Millis理论。在这项研究中,我们表明,动力学临界指数的变化从$z = 2$到$z = 3$在低温下,这是由于有效的长程相互作用的自旋涨落,所产生的费米面涨落超出Eliashberg框架。我们认为,$z = 3$反铁磁量子临界性的基本物理是在低能量下出现费米子化的skyrmion激发,这形成了一个费米表面,称为skyrmion液体,其中巡游电子和skyrmion之间的相互作用被认为是允许费米子化的skyrmion。我们构造了一个基于Skyrmion激发的对偶场论,得到了$z = 3$反铁磁量子临界性。这个演示表明弱耦合和强耦合理论之间的预期,但非平凡的一致性。
2012-08-28 cond-mat.str-el
Plaquette order and deconfined quantum critical point in the spin-1 bilinear-biquadratic Heisenberg model on the honeycomb lattice
本文用张量重整化群方法精确地确定了蜂窝晶格上自旋为1的量子双线性-双二次海森堡模型的基态相图。我们发现铁磁相、铁四极相和大部分反铁磁相对量子涨落是稳定的。然而,在经典极限下,在基态是反铁四极有序的相位附近,量子涨落完全抑制了所有的磁序,导致破坏晶格对称性但保持自旋SU(2)对称性的元格有序相位。数值结果表明,反铁磁相与元格相之间的量子相变要么是直接的二级相变,要么是很弱的一级相变.
2012-04-23 cond-mat.str-el
Quantum-criticality and percolation in dimer-diluted 2D antiferromagnets
考虑了双层和单层正方晶格上的S=1/2海森堡模型,耦合为J1,J2,每个自旋属于一个J2耦合的二聚体。从Neel到无序基态的转变发生在临界值g=J2/J1处。在这里研究的系统在其二聚体稀释渗滤点p*。以前发现的双层的多临界点(g*,p*)是不再现的单层。相反,存在具有连续变化的指数的临界点(g < g*,p*)的线。均匀磁化率发散为1/T^a $,a在[1/2,1]范围内。这种不寻常的行为归因于有效自由矩密度T^(1-a)。的双层的磁化率是不发散的,但表现出非常强大的量子临界标度。
2007-07-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Atomic-scale observation and manipulation of plaquette antiferromagnetic order in iron-based superconductor
铁基超导体的对称性要求以及与超导性共存的磁有序的起源一直是铁基超导体研究中的热点问题。在违反超导基态自旋密度波带间嵌套条件的情况下观察到C $_4$对称反铁磁性,将需要我们对FeSC机制的理解发生重大变化。超导材料Sr $_2$ VO $_3$ FeAs是单层FeSC与钙钛矿层接触的体版本,其磁性(T $_N$ ~ 50 K)和超导性(T $_c$ ~ 37 K)在母态共存,没有报道的结构正交畸变,因此使其成为寻找理论上预期的C $_4$磁性的完美系统。基于变温自旋极化扫描隧道显微镜(SPSTM)的新发现的成像机制,即通过自旋极化隧道电流使静态表面重构(SR)图案快速波动来消除SR图案,我们可以看到潜在的C $_4$对称(2 $\times$ 2)磁畴及其相畴壁。我们发现这种磁序与基于局域Fe矩的海森堡交换相互作用理论和无序量子序理论所预期的四重Fe自旋晶格中的元格反铁磁序完全一致。其调制Q矢量与嵌套条件的不一致性也意味着基于嵌套的C $_2$对称磁性不是高T $_c$ FeSC的唯一先决条件。此外,基于扩展的Landau-Lifshitz-Gilbert方程的理论模拟结果表明,在自旋极化隧穿电流的小自旋矩效应影响下的反铁磁畴壁动力学行为与理论模拟结果一致.
2017-06-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Deconfined criticality in the frustrated Heisenberg honeycomb antiferromagnet
利用密度矩阵重整化群,我们确定了自旋为1/2的海森堡反铁磁体在具有最近邻相互作用J1和令人沮丧的次邻交换J2的蜂窝晶格上的相图.随着阻挫的增加,基态表现出Neel,plaquette和二聚体顺序,临界点在J2/J1 = 0.22和0.35。我们观察到自旋能隙和相应的序参量在两个临界点都连续消失,表明存在非限定的量子临界性。
2013-01-05 cond-mat.str-el
Antiferromagnetic criticality at a heavy-fermion quantum phase transition
对强关联电子系统磁相图的解释仍有争议。特别是,在零温度下发生的量子相变的物理学仍然是个谜。重费米子化合物是量子临界性的教科书例子,因为掺杂、压力或磁场的应用可以导致磁有序态和顺磁态之间的量子相变。一个中心问题涉及临界量子涨落的微观性质。它们是反铁磁的还是本地的?在这里,我们证明,使用非弹性中子散射实验,量子相变在重费米子系统Ce 1-xLaxRu 2 Si 2的反铁磁序参量的波动控制。至少对于这个重费米子家族来说,赫兹-米利斯-森谷自旋涨落方法似乎是描述量子反铁磁-顺磁不稳定性的可靠基础。
2012-11-06 cond-mat.str-el
Meta-Plaquette Expansion for the Triplet Excitation Spectrum in CaV$_4$O$_9$
我们研究了反铁磁的$S=1/2$海森堡模型,它描述了自旋能隙系统CaV $_4$ O $_9$的自旋自由度。将三重激发谱的元元格展开推广到五阶,并与CaV $_4$ O $_9$的实验数据进行了比较.我们试图找到磁有序相和带隙相之间的相边界。
1998-07-17 cond-mat.str-el
Nematic Antiferromagnetism and Deconfined Criticality from the Interplay between Electron-Phonon and Electron-Electron Interactions
具有强电子-声子耦合的系统通常表现出各种形式的电荷序,而强电子-电子相互作用导致磁性。我们使用决定性量子蒙特卡罗(DQMC)计算来求解具有这些相互作用漫画的正方形晶格模型。在电子-电子相互作用占主导地位的极限,它有反铁磁(AF)秩序,而电子-声子耦合占主导地位的有柱状价键固体(VBS)秩序。我们发现了一个新的干预阶段,主机共存的铁磁和反铁磁订单。我们还发现了一个朗道禁戒连续量子相变的证据与紧急$O(4)$对称性之间的VBS和反铁磁相。
2020-10-23 cond-mat.str-el
Weak plaquette valence bond order in the $S=1/2$ honeycomb $J_1-J_2$ Heisenberg model
利用密度矩阵重整化群,研究了具有第一($J_1$)和第二近邻($J_2$)相互作用的蜂窝晶格上的$S=1/2$ Heisenberg模型.我们能够研究长开口圆柱体的宽度高达12晶格间距。对于$J_2/J_1$接近0.3,我们发现一个明显的顺磁相,由反铁磁相为$J_2\lesssim 0.26$和由价键晶体为$J_2\gtrsim 0.36$接壤。在这个中间阶段,我们发现最长的相关长度是格片价键(PVB)顺序。这种相关长度的增长与圆柱周长强烈,表明量子临界或弱PVB秩序。
2013-03-22 cond-mat.str-el
Spontaneous plaquette dimerization in the $J_1-J_2$ Heisenberg model
我们使用精确对角化(最多36个位置)和量子Monte Carlo技术(最多144个位置)研究了正方晶格上自旋半阻挫海森堡反铁磁体的非磁相。计算了最重要的晶体对称性破缺算符的自旋能隙和磁化率。一个真正的,不知何故意想不到的“plaquette RVB”,自发破缺的平移对称性和没有破缺的旋转对称性,来自我们的数值模拟作为最合理的基态$J_2/J_1 \simeq 0.5 $。
1999-11-11 cond-mat.str-el
Global phase diagram of the spin-1 antiferromagnet with uniaxial anisotropy on the kagome lattice
本文研究了可果美晶格上XXZ自旋1量子磁体的相图,给出了$J_z$耦合为反铁磁的所有情形。在零磁场的情况下,六个先前引入的相位,使用各种方法发现,是:非简并带隙光子相位,没有打破空间对称性或自旋对称性;六重简并相位与元格秩序,打破时间反演对称性和平移对称性;"超流体",当$J_{xy} < 0$时,具有平面内全局U(1)对称性破缺的(铁磁)相;当$J_{xy} > 0$时,具有$\sqrt{3}\times\sqrt{3}$阶;当$D < 0$和大时,具有双相;以及在每个六边形上具有共振二聚体的相。通过研究六重格元相中缺陷的凝聚,我们在一个单一的框架中获得了所有这些相和它们的量子相变的部分信息。在六重简并格构相和六重简并格构相之间的转变是一个潜在的非常规的二阶临界点。在沿$\hat{z}$的非零磁场的情况下,另一个具有平移对称性破缺的有序相在双相中打开。由于时间反演对称性被场破缺,在六重元格序和超流相之间出现了超固相。这种相图可以在镍化合物、BF $_4$盐或每个位置上具有三个简并态的原子的光晶格中得到。
2007-01-25 cond-mat.str-el
Vertex functions at finite momentum: Application to antiferromagnetic quantum criticality
我们分析了三点顶点函数,它描述了在非零动量的自旋或电荷波动的费米子粒子-空穴对在金属中的耦合。在哈伯德模型的框架下,我们考虑了将两粒子顶点函数与自能联系起来的沃德恒等式。这些都是使用守恒定律从局部对称性。所考虑的生成元是自旋密度和粒子密度。结果表明,在某些反铁磁临界点,准粒子有效质量是发散的,描述的粒子-空穴对的自旋密度傅立叶分量在反铁磁波矢耦合的顶点函数也是发散的。然后我们给出了三维反铁磁涨落情形的不可约顶点函数的显式计算,并证明了它与发散准粒子有效质量成正比。
2015-11-25 cond-mat.str-el
Nonordinary criticality at the edges of planar spin-1 Heisenberg antiferromagnets
二聚化二维自旋1海森堡反铁磁体的悬挂边缘自旋显示出非寻常的量子临界关联,类似于最近探索的自旋1/2系统中观察到的标度行为。基于大规模的量子蒙特卡罗模拟,我们观察到这两种情况之间的显着相似之处,也研究了交叉的根本不同的行为在一维极限的强耦合边缘自旋。我们补充我们的数值分析的集群平均场论,包括定性相似的行为为自旋-1和自旋-1/2的情况下,其依赖于空间边缘自旋配置在一个通用的方式。
2019-09-04 cond-mat.str-el
Plaquette bond order wave in the quarter-filled extended Hubbard model on the checkerboard lattice
在二维烧绿石晶格的阻挫棋盘格上研究了扩展的哈伯德模型(包括最近邻排斥和反铁磁自旋交换)。结合Gutzwiller重整化平均场(MF)的计算,精确对角化(ED)技术,和弱耦合重整化群(RG)分析,我们提供了强有力的证据,结晶价键元格相在四分之一填充。基态是双重简并的,破坏了平移对称性。当电荷分布保持均匀时,键能显示出惊人的变化。
2007-01-22 cond-mat.str-el
Quantum Phase Transitions in Two-Dimensional Spin Systems with Ladder, Plaquette and Mixed-Spin Structures
研究了具有梯形、元格和混合自旋结构的二维反铁磁量子自旋系统的磁有序态和磁无序态之间的量子相变。从适当选择的单重态-团簇组态开始,我们对交错磁化率进行了级数展开。通过将Dlog和有偏Padé近似应用于由此获得的交错磁化率来确定相边界。由此得到的相图使我们能够定量地讨论量子相变,这与先前研究的几种情况下的量子Monte Carlo结果相当吻合。
1999-06-16 cond-mat.str-el
Quantum criticality and disorder in the antiferromagnetic critical point of NiS$_{2}$ pyrite
反铁磁相和顺磁相之间的量子临界点(QCP)是通过对NiS_{2}黄铁矿单晶施加~ 7 GPa的静水压力来实现的,该黄铁矿具有低剩余电阻率,rho_{0},为0.5 μ Ω-cm。我们发现,在这个干净的系统中的电阻率,ρ的临界行为,与观察到的在其无序的类似物,NiS_{2-x} Se_{x}固溶体形成鲜明对比,展示了出乎意料的急剧影响的量子临界的无序。在P = 9 GPa的整个顺磁区域内,交叉温度(定义为ρ的T^{2}依赖性的开始,费米液体的指示)被抑制到相当低的温度Tsim 2 K,相反,ρ的非费米液体行为,T^{3/2}依赖性,稳健地显示出来。
2007-04-04 cond-mat.str-el
Magnetization process in a frustrated plaquette dimerized ladder
本文用数值和解析相结合的方法研究了元胞二聚反铁磁系统的磁相图。对于强阻挫区,采用级数展开和键算符技术分析零磁化平台,而低能有效模型用于研究完整的磁化过程。挫折和二聚化之间的相互作用产生了一个丰富的高原结构,这是捕获的有效模型和证实的数值密度矩阵重整化群模拟,特别是出现在M = 1/4和3/4的磁化曲线中的饱和度的中间高原。
2017-04-05 cond-mat.str-el
Topological Excitations and their Contribution to Quantum Criticality in 2+1 D Antiferromagnets
有人提出,量子临界点固有的新自由度有助于量子临界物理学。我们研究了2+1维反铁磁体,以探索由非平凡拓扑效应引起的新的量子临界物理。我们表明,skyrmion激发是稳定的临界状态,并在任意低的温度下有非零的概率。包括量子临界skyrmion效应,我们发现一类精确的解决方案组成的skyrmion和antiskyrmion叠加,我们称之为topolons。我们将拓扑子包含在配分函数中,并通过积分出小尺寸拓扑子和短波长自旋波来进行重整化。我们得到了关联长度临界指数nu=0.9297和反常维数eta=0.3381。
2006-11-14 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
A tensor product state approach to spin-1/2 square $J_1$-$J_2$ antiferromagnetic Heisenberg model: evidence for deconfined quantum criticality
正方晶格上自旋为1/2的$J_1$-$J_2$反铁磁海森堡模型在最大阻挫区附近的基态相位($J_2\sim 0.5J_1$)一直是人们争论的焦点.在这里,我们研究这个模型使用张量积状态(TPS)的簇更新算法。在有限尺寸和热力学极限(有限尺寸标度)的基态能量与精确对角化研究的结果吻合得很好。通过对自旋相关函数的有限尺度标度,我们找到了临界点$J_2^{c_1}=0.572(5)J_1$和临界指数$ν=0.50(8)$,$η_s=0.28(6)$ .在$0.572 < J_2/J_1 \leqslant 0.6 $的范围内,我们发现了一个自旋-自旋关联指数衰减的顺磁基态。直到$24\times 24$系统的大小,我们观察到幂律衰减二聚体二聚体和斑块的相关性与异常的斑块标度指数$η_p=0.24(1)$和异常的柱状标度指数$η_c=0.28(1)$在$J_2/J_1=0.6$。这些结果与潜在的无间隙$U(1)$自旋液相一致。然而,由于$U(1)$自旋液体是不稳定的,由于瞬子效应,一个非常小的振幅VBS秩序可能会发展在热力学极限。因此,我们的数值计算结果强烈表明,在$J_2^{c_1}$的解除量子临界点(DQCP)。值得注意的是,所有观察到的临界指数与$J-Q$模型一致。
2016-08-17 cond-mat.str-el quant-ph
Antiferromagnetic and Orbital Ordering on a Diamond Lattice Near Quantum Criticality
我们对尖晶石FeSc_2S_4粉末样品进行了中子散射测量,发现在11.8(2)~K下发生了以前未观察到的磁有序转变。磁有序发生后,一个微妙的双到四面体的结构转变,扭曲铁协调硫四面体解除轨道简并。1~GPa流体静压的应用似乎使这种Néel状态不稳定,使转变温度降低到8.6(8)~K,并将磁谱权重重新分配到更高的能量。有序$\langle m \rangle^2\!=\!3.1(2)$和涨落矩$\langle δm \rangle^2\!=\!13(1)$的相对大小表明FeSc 2 S4的磁有序基态被剧烈重整化并接近临界。
2016-03-25 cond-mat.str-el
Deconfined Quantum Criticality and Conformal Phase Transition in Two-Dimensional Antiferromagnets
二维$SU(2)$量子反铁磁体从反铁磁有序基态跃迁到所谓的价键固态,其非限制的量子临界性由2+1时空维的非紧致CP $^1$模型控制.我们介绍了一个新的角度在场论框架内的扩展的权力$ε=4-d$为固定数量的$N$复杂的物质场的基础上,解除量子临界性。我们表明,在所谓的弱一阶过渡制度,所谓的共形相变导致一个真正的解除量子临界点。在这样的转变中,当从上方接近临界点时,间隙消失,而当从下方接近临界点时,间隙发散。我们还发现,自旋刚度在临界点处有一个普适的跳跃。
2013-12-23 cond-mat.str-el hep-th
Charge and spin criticality for the continuous Mott transition in a two-dimensional organic conductor
研究了二维单带哈伯德模型中连续带宽控制的Mott跃迁,重点研究了电荷和自旋自由度的临界标度行为。利用元格集团动力学平均场论,我们发现有机导体的电荷和自旋临界性与实验结果一致。特别是,通过费米能级的局域态密度测量的电荷自由度显示出比伊辛普适类和单站点动力学平均场论预期的更平滑的过渡,揭示了在两个空间维度中短程非局域关联的重要性。通过局部自旋磁化率测量的自旋临界同意定量与核磁共振测量的自旋晶格弛豫率。
2011-08-01 cond-mat.str-el
Quantum phase transitions from competing short- and long-range interactions on a $π$-flux lattice
利用平均场论和行列式量子蒙特卡罗(DQMC)模拟方法,研究了$π$ -通量晶格中由团簇-电荷相互作用引起的量子相变.这两种方法都确定了一个斑块二聚体相,这是从一个有限的相互作用强度。而在DQMC中的签名是相对较弱的,一个明显的反铁磁转变的自旋结构因子,而不是揭示。通过有限尺寸标度,可以很容易地获得相应的临界相互作用和指数,也可以很好地缩放的斑块二聚体结构因子。这些结果表明,一个可能的解量子临界点之间的血小板二聚体和反铁磁相驱动的集群电荷相互作用的$π$磁通晶格。
2022-04-29 cond-mat.str-el
Valence bond solid and possible deconfined quantum criticality in an extended kagome lattice Heisenberg antiferromagnet
我们提出了一个扩展的价键固体(VBS)相的出现,在$T=0$在可果美$S=1/2$海森堡反铁磁体与铁磁更远的邻居相互作用的数值证据。VBS位于两个磁有序区域之间的边界处,并靠近最近邻的海森堡点延伸。它表现出一个钻石般的单线覆盖模式与$12$ -网站的晶胞。我们的研究结果表明,从相邻的$\mathbf{q}=0$共面磁有序相到VBS相的直接的,可能是连续的,量子相变的可能性。此外,第二相,打破晶格对称性,并可能是自旋电子类型,被发现接近铁磁相的过渡。结果是使用数值精确对角化获得的。我们讨论了我们的结果对最近邻海森堡反铁磁体性质的影响。
2020-07-27 cond-mat.str-el
Deconfined quantum criticality in SU(3) antiferromagnets on the triangular lattice
我们提出了三角晶格上$SU(3)$反铁磁体的量子临界点的场论。特别地,我们考虑了磁性的三亚晶格色序相和三聚$SU(3)$单重相之间的连续转变。从磁有序状态,我们推导出一个临界理论的分数玻色子自由度,在密切类似的发展良好的描述$SU(2)$ Neel -价键固体(VBS)转变的正方形晶格。我们的临界理论由三个耦合的$CP^2$模型,我们研究了它的不动点结构,在一个合适的大$N$限制使用功能重整化群方法。我们找到了一个稳定的临界不动点,并估计其临界指数,从而提供了一个例子,解除临界超越普适类的$CP^N$模型。此外,我们提出了一个补充路线的临界场论通过研究拓扑缺陷的三聚$SU(3)$单重相。
2017-05-26 cond-mat.str-el
Deconfined criticality and bosonization duality in easy-plane Chern-Simons two-dimensional antiferromagnets
具有竞争阶数的二维量子系统可以具有非限定量子临界点,产生与朗道-金兹伯格-威尔逊方案不相容的连续相变,而是预测一阶相变。这是由于LGW序参量在临界点分裂成新的元激发引起的。非限定量子临界性的典型候选者是具有竞争磁序的量子反铁磁体,由易平面CP $^1$模型捕获。然而,一个微妙的问题是,数值表明易平面CP $^1$反铁磁体表现出一阶跃迁。在这里,我们表明,一个额外的拓扑Chern-Simons长期的行动完全改变了这幅图片在几个方面。我们发现拓扑易平面反铁磁体经历了临界指数量子化的二级跃迁。此外,粒子-涡旋对偶性自然地将陈-西蒙斯易平面反铁磁体的配分函数映射为无质量狄拉克费米子。
2021-07-21 cond-mat.str-el hep-th
Conductivity close to antiferromagnetic criticality
在自旋费米子模型的框架下,利用图解法研究了接近反铁磁不稳定性的三维无序金属的电导率。我们计算了相互作用对电导率的修正$δσ(ω,T)$,假设后者是由无序散射主导的,并且相互作用是弱的。虽然费米散射率在整个费米表面上表现出临界行为,但相互作用校正主要由热点附近的过程控制,热点附近是费米表面的狭窄区域,对应于最强的自旋-费米散射。正好在临界点$δσ\propto[max(ω, T)]^{3/2}$。在足够大的频率$ω$下,电导率与温度无关,并且$δσ\propto(τ^{-1}-iω)^{-2}$,$τ$是弹性散射时间。在一定的中频范围内$δσ(ω)\propto iω(τ^{-1}-iω)^{-2}$。
2013-01-02 cond-mat.str-el
Criticality in a disordered quantum antiferromagnet by neutron diffraction
用中子衍射方法研究了无序量子磁体Ni(Cl $_{1-x}$ Br $_x$)$_2$ $\cdot$ 4 SC(NH $_2$)$_2$,$x=8$ %和13%中的场致磁有序.序参量临界指数被发现是非常接近其值$β=0.5$预期磁玻色-爱因斯坦凝聚在没有无序。该结果适用于低至40 mK的温度和磁场中的1 T范围。交叉指数被发现是$ϕ\sim 0.4$,温度范围小至300 mK。与最近的数值模拟和批量测量的差异的可能原因进行了讨论。
2013-10-03 cond-mat.str-el
Plaquette Order in the J1-J2-J3 model: a series expansion analysis
采用基于流动方程方法的级数展开方法,研究了自旋为1/2的反铁磁体J1-J2-J3的二维零温性质。从一个特定的广义J1-J2-J3模型中退耦元胞的精确极限出发,我们分析了该模型的基态能量和三重态激发随三个元胞间耦合的五阶幂的演化.我们发现元格相保持稳定,在广泛的交换耦合和连接的情况下,平原J1-J2-J3模型,但不是J1-J2模型在J3=0。除了证实Mambrini等人[Phys.Rev.B74,144422 [2006]]最近预测的这种相的存在之外,我们还通过Dlog-Pade分析三重态能隙闭合产生的临界线来估计其程度。
2008-08-16 cond-mat.str-el
Direct observation of fragile Mott insulators on plaquette Hubbard lattices
利用扩展的胞腔动力学平均场论(CDMFT)和精确对角化杂质求解器,研究了半填充哈伯德模型在1/5耗尽和棋盘格两种格子上的基态相图和非磁性金属-绝缘体跃迁.我们确定三种不同的绝缘体的相图:二聚体绝缘体,反铁磁绝缘体,和plaquette绝缘体。我们证明了格形绝缘体是一种新的脆性莫特绝缘体(FMI),它具有$C_{4v}$晶体点群的非平凡的一维不可约表示,并且不能与任何具有时间反演对称性的能带绝缘体电连接.此外,我们还研究了从金属到FMI的非磁量子相变,发现这种Mott金属-绝缘体相变的特征是由于相互作用效应引起的非相互作用带的分裂。
2014-12-23 cond-mat.str-el
The frustrated Heisenberg antiferromagnet on the honeycomb lattice: A candidate for deconfined quantum criticality
利用耦合集团理论和精确对角化方法研究了蜂窝晶格上含$J_{2} = J_{3} =κJ_1$的自旋为1/2的阻挫$J_{2}$ - $J_{3}$反铁磁体的基态相图.我们目前的GS能量,磁序参数,自旋-自旋关联函数,和Plaquette价键晶体(PVBC)的磁化率的结果。我们发现了一个Néel反铁磁(AFM)相的$κ< κ_{c_{1}} \approx 0.47$,共线条纹AFM相的$κ> κ_{c_{2}} \approx 0.60$,和顺磁PVBC相的$κ_{c_{1}} \lesssim κ\lesssim κ_{c_{2}}$。在$κ_{c_{2}}$处的相变似乎是一级类型的,而在$κ_{c_{1}}$处的相变是连续的。由于Néel相和PVBC相打破了不同的对称性,我们的结果有利于在$κ_{c_{1}}$的过渡解除限制的情况。
2011-03-20 cond-mat.str-el
Magnetic field driven quantum criticality in antiferromagnetic CePtIn4
量子临界点物理是当前凝聚态物理中最令人困惑的课题之一。由于缺乏显示量子临界性新方面的实验系统,对它的结论性理解受到阻碍。我们提出了一个全面的实验证据的磁场调谐三临界点分离顺磁,反铁磁和变磁相的新型化合物CePtIn $_4$。通过分析其磁化率、磁电阻和比热在极低温下的场变化,我们追踪了化合物反铁磁结构的变化。当施加强度不断增加的磁场时,系统经历了持续到最低温度的变磁性转变,表现出一阶类似的边界分离磁相。这产生了唯一的相图,其中二阶相变线终止于三临界点,随后是到达量子临界端点的两条一阶线,如$T\to$ ~0。我们的研究结果表明CePtIn $_4$为量子临界性的研究提供了新的视角。
2019-10-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Frustrated Heisenberg antiferromagnets: fluctuation induced first order vs deconfined quantum criticality
最近有人认为,量子相变可以从根本上不同于经典的相变作为一个突出的“去限制临界点”表现出由于Berry相位效应的量子数的分数化。这种跃迁应该发生在受抑(“$J_1$ - $J_2$”)量子磁体中。我们已经开发了一种新的重整化方法,这样的系统是完全尊重的基本晶格结构。根据我们的研究结果,另一个深刻的现象即将到来:波动诱导(有序无序)的一级转变。这必须发生大自旋,我们推测,它是负责最近观察到的弱一阶行为的数值模拟挫折$S=1/2$系统。
2006-01-11 cond-mat.str-el