Origin of Magnetic Ordering in a Structurally-Perfect Quantum Kagome Antiferromagnet
简单的海森堡最近邻量子kagome反铁磁模型的基态是一种磁无序的自旋液体,然而各种微扰可能导致根本不同的状态。在这里,我们揭示了结构完美的可果美材料YCu $_3$(OH)$_6$ Cl $_3$中磁有序的起源,它没有普遍存在的杂质问题。{ \it Ab-initio}计算和磁化率模拟表明,与典型的赫氏矿类似,最近邻交换是目前占主导地位的各向同性相互作用。Dzyaloshinskiii-Moriya(DM)的磁各向异性推导出电子自旋共振和比热测量,但是,显着大于在herbertsmithite。通过增强戈薇平面内的自旋相关性,这种各向异性对于磁有序是必不可少的。我们的研究隔离DM各向异性的影响,从其他扰动和明确地证实了理论相图。
2020-07-09 cond-mat.str-el
Chirality and Orbital Order in Charge Density Waves
我们表明,最近观察到的手性的电荷有序相的TiSe 2可以理解为一种形式的轨道排序。驱动之间的过渡的新的手性状态和非手性电荷密度波的微观机制进行了讨论,并示出了一个一般的形式,从而允许广泛的一类材料显示这种类型的轨道有序的手性电荷密度波。
2011-06-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological thermal Hall effect driven by fluctuation of spin chirality in frustrated antiferromagnets
通过揭示Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用与标量自旋手征之间的内在联系,发展了反铁磁系统中磁振子热霍尔效应的理论.标量手征性的动态涨落直接响应于磁振子带的非平凡拓扑结构。在黄钾铁矾化合物KFe $_3$(OH)$_6$(SO $_4$)$_2$和钙钛矿BaCu $_3$ V $_2$ O $_8$(OH)$_2$等材料中,即使在共面$\mathbf{q}=0$磁位形的情况下,时间反演对称性也可以被标量手性的波动破坏。自旋波哈密顿量受由面内磁通决定的虚磁通量的影响。在不需要倾斜非共面磁序的情况下,给出了拓扑磁振子带和相应的非零陈氏数。文中还详细讨论了霍尔热导率与倾斜角的关系。这些结果为反铁磁耦合系统中手性驱动的拓扑效应提供了一个清晰的原理。
2018-11-22 cond-mat.str-el
Winding charge density wave: intertwining of structural chirality and phase topology of electronic order
Kyoto University(京都大学)
提出一类缠绕电荷密度波,螺丝对称手性晶体里手性声子驱动皮尔斯不稳定性赋予其整数方位相缠绕,还扩展到离散旋转对称非手性晶体,揭示手性结构几何与电子序相拓扑的基本联系。
2026-07-07 cond-mat.str-el
Electronic correlations driving Chirality-Induced Spin Selectivity
Wrocław University of Science and Technology(弗罗茨瓦夫理工大学);Universität Stuttgart(斯图加特大学)
通过考虑电子-电子相互作用,研究低维螺旋有机分子中的竞争跳跃通道和相互作用诱导的双交换与超交换机制,发现非共线螺旋磁序可稳定存在,并导致单电子能带的部分自旋极化,从而解释手性诱导自旋选择性。
2026-05-28 cond-mat.str-el
Equilibrium Spin Polarization Arising From Chirality
本研究构建赝厄米量子框架,解决了手性诱导自旋选择性(CISS)平衡态自旋极化与微观可逆性、Onsager互易关系的悖论,预测了自旋-位移序的磁有序,推导了广义Onsager-Casimir关系,为平衡态CISS奠定理论基础。
2025-10-28 cond-mat.str-el
Ginzburg-Landau functional for nearly antiferromagnetic perfect and disordered Kondo lattices
研究了近藤效应与反铁磁和自旋玻璃有序化之间的相互作用。Ginzburg-Landau方程是由三模表象(近藤屏蔽、反铁磁关联和自旋液体关联)中的微观有效作用量导出的。利用定域自旋算符的Popov-Fedotov表示解决了定域约束问题。结果表明,Kondo屏蔽增强了自旋液体交叉的趋势,抑制了理想Kondo晶格中的反铁磁有序和掺杂Kondo晶格中的自旋玻璃有序.构造了修正的Doniach图,讨论了超越平均场近似的可能性。
2001-06-28 cond-mat.str-el
Spin-wave dispersion and magnon chirality in multiferroic TbMnO3
本文利用非弹性中子散射实验与自旋波计算,揭示了多铁性TbMnO3中磁振子色散及可由电场调控的动态手性,并阐明了其与静态多铁序手性的内在联系。
2023-08-18 cond-mat.str-el
Anisotropic magnetic excitations from single-chirality antiferromagnetic state in Ca-kapellasite
本文报道了自旋$S=1/2$完全可果梅反铁磁体钙钾镁矾(CaCu $_{3}$(OH)$_{6}$ Cl $_{2}\cdot$ 0. 6 H $_{2}$ O)在$T^{\ast}=7.2$ K处的磁跃迁的$^{35}$ Cl NMR研究。在基态的静态磁结构已被确定为手性有序的$Q=0$状态,这是由有限的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用选择。利用核自旋-晶格弛豫速率测量研究了有序态的低能磁激发。我们检测到一个弱的温度依赖的贡献,除了在戈薇平面的色散自旋波的贡献,在垂直于戈薇平面的磁波动。来自共面自旋结构的低能量磁激发归因于源于该可果美反铁磁体中的平带的零模。
2020-04-08 cond-mat.str-el
Spin and chiral orderings of frustrated quantum spin chains
用精确对角化和密度矩阵重整化群方法研究了具有竞争最近邻和次最近邻反铁磁耦合的S=1/2和1XY自旋链和Heisenberg自旋链的有序性.结果发现,S=1 XY链表现出无间隙和有间隙的“手征”相,其特征在于奇偶性的自发破缺,其中长程序参数是手征性,$κ_i = S_i^xS_{i+1}^y-S_i^yS_{i+1}^x$,而自旋相关性衰减代数或指数。这种手性相在S=1/2 XY链和海森堡链中都没有实现。
1999-08-26 cond-mat.str-el
Twisted double-layer chiral spin structures in anti-ferromagnetic delafossite PdCrO$_2$
我们预测铜铁矿PdCrO $_2$的反铁磁(AFM)磁性结构具有交错的手性,沿$z$轴具有双层周期性,具有有趣的磁各向异性.通过密度泛函理论(DFT)计算,研究了PdCrO $_2$的电子结构和磁性.计算的基态结果表明,表现出120 $^\circ$ AFM有序交错的手征。结果与以前的中子实验是一致的,但我们的计算确定和提供更详细的信息,高对称易平面和局域易轴结构。我们研究了交错手征的起源以及易平面和局部易轴方向。基于密度泛函理论和有效自旋相互作用模型,我们证明了复杂的磁有序需要新的四自旋相互作用,这不能用通常的交换相互作用来描述。此外,我们还发现Pd在费米能级附近的电子带存在一个微小的简并破缺,这是由于易面和局域易轴不同的磁各向异性引起的。我们期望磁双层中易平面的扭曲和旋转模式可以成为理解PdCrO $_2$的隐藏磁性及其相关宏观性质的关键因素,如先前报道的异常霍尔效应。
2020-01-19 cond-mat.str-el
Quantum Fluctuations of Chirality in One-Dimensional Spin-1/2 Multiferroics: Gapless Dielectric Response from Phasons and Chiral Solitons
本文提出了一个一维自旋1/2多铁性的量子理论,其中矢量自旋手征与电极化的强度耦合。基于精确对角化和玻色化,结果表明,量子涨落明显降低手征有序振幅和相关的铁电极化。这产生了近共线的自旋相关在短程尺度,在定性协议与最近的中子散射实验。实验中出现了由相子和新孤子描述的无带隙手征激发,这一点可以从低能介电响应中得到实验验证。
2008-11-06 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Single magnetic chirality in the magneto-electric NdFe$_3$($^{11}$BO$_3$)$_4$
本文用单晶中子衍射和球形中子极化相结合的方法对磁电NdFe $_3$($^{11}$ BO $_3$)$_4$单晶进行了广泛的研究。我们的调查没有发现显着的偏差,在低温下从空间群R32有关的化学结构。相对于磁有序我们的综合结果表明,在相称的磁相低于T $_N$ ~30 K的所有三个磁性Fe的磁矩和磁性Nd的磁矩是铁磁排列在基底六角平面,但相邻的平面之间的反铁磁排列。在T $_{IC}$ ~13.5 K观察到的低温无公度磁结构的相变似乎是连续的。用极化中子研究表明,NdFe $_3$($^{11}$ BO $_3$)$_4$的磁结构在无公度磁相中转变为具有单手征的长周期反铁磁螺旋结构。在接近无公度相变处观察到三次谐波,这也表明磁孤子的形成。
2010-03-25 cond-mat.str-el
Engineering chiral density waves and topological band structures by multiple-$Q$ superpositions of collinear up-up-down-down orders
多个有序矢量的特点是具有非共线和非共面自旋纹理的磁序,可以通过自旋Berry相机制成为不寻常的电子性质的来源。我们从理论上证明了这种多重$Q$态在巡游磁体中以共线的up-up-down-down(UUDD)自旋态的叠加形式稳定下来,这些自旋态伴随着矢量和标量手征的密度波。通过考察具有经典局域矩的Kondo晶格模型的基态,特别是当费米面被调谐为部分嵌套的与自旋相关的公度矢量时,得出了该结果。利用微扰理论、变分计算和大尺度Langevin动力学模拟,揭示了具有手征密度波的多$Q$ UUDD态的不稳定性。我们还发现,手征密度波可以诱导出丰富的非平凡电子结构拓扑,如无质量的Dirac半金属,具有量子化拓扑Hall响应的Chern绝缘体,以及依赖于边缘处手征密度波相位的特殊边缘态.
2016-03-21 cond-mat.str-el
Coherent charge and magnetic ordering in Ho/Y superlattice revealed by element-selective x-ray scattering
众所周知,磁性稀土/非磁性金属超晶格在稀土层中显示手性自旋螺旋,其跨非磁性层相干传播。然而,在非磁性层上保持磁相位和手性相干性的基本机制仍然难以捉摸。在这封信中,我们使用共振和元素特定的X射线散射直接证据的形成两个根本不同的长程调制的钬/钇(Ho/Y)多层:已知的Ho手性自旋螺旋与周期25,和一个新观察到的电荷密度波与周期16,传播通过Ho和非磁性Y层。X射线圆磁二向色性测量排除了非磁性Y层中存在磁邻近效应引起的磁矩,我们提出电荷密度波也是手性的,从而为Ho层之间的磁手性相干性的透射提供了手段。
2019-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Emergent chiral spin ordering and anomalous Hall effect of kagome lattice at 1/3 filling
对kagome晶格的电磁性质的研究一直是探索物质拓扑相的一个活跃的研究领域。特别是含有过渡金属锡化物等的可果美体系,表现出由铁磁或非共线磁有序驱动的有趣的反常霍尔效应。本文在这些工作的基础上,研究了填充度为1/3时的kagome晶格中强关联自旋轨道耦合电子。利用Hartree-Fock方法和有效模型分析,我们报道了伴随着不同的电荷和磁有序相的量子相变。特别地,在强相互作用极限下,我们发现了新的1(2)钉扎金属态,这些态可以用有效的局域电子模型来理解。此外,当存在自旋-轨道耦合时,这种钉扎金属态打开了一个具有手性自旋有序的Chern绝缘相的宽区域。因此,量子反常霍尔效应与涌现的标量自旋手征。我们的理论提供了一个适用于过渡金属锡化物的强相互作用可果美金属的理论平台。
2019-12-29 cond-mat.str-el
Emergent Weyl Fermions in an Orbital Multipolar Ordering Phase
退化轨道系统中的多极有序为拓扑相的出现提供了独特的机会。首先研究了$p$带金刚石晶格中相互作用无自旋费米子在单位填充时的相图,以阐明轨道多极有序在多重简并带节点演化中的重要作用。布里渊区中心周围的自由能带结构由两个二次带节点描述,每个二次带节点具有三倍简并度,分别由成键和反键$p$轨道多重态跨越。在打开相互作用时,三重简并带节点分裂成一对具有相反手性的外尔费米子,这是由于轨道多极有序的开始。进一步提高相互作用最终驱动系统进入绝缘相与轨道四极有序。我们的研究,然后推广到自旋- $1/2$费米子,这与固态材料有直接的关系。该系统在微小的相互作用下通过铁磁转变发展出完全的自旋极化,使剩余的轨道扇区被激活。随后的跃迁发生在轨道扇区作为一个自然的结果,定性地恢复无自旋费米子的相图。我们的研究结果揭示了新的光的实现紧急新颖的费米子的前景是一个前沿的融合拓扑结构,轨道物理和强关联。
2021-11-15 cond-mat.str-el
Observation of giant circular dichroism induced by electronic chirality
该研究通过X射线共振弹性散射在TiSe₂中观测到高达40%的巨大圆二色性,证明其源于体电子手性序,为探测电子手性提供了灵敏方法。
2023-12-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Helical spin-waves, magnetic order, and fluctuations in the langasite compound Ba3NbFe3Si2O14
我们研究了硅酸镧镓化合物Ba_3NbFe_3Si_2O_(14)在有序态和温度下的自旋涨落。低温磁结构被定义为一个螺旋相,其特征在于磁布拉格峰在q=(0,0,τ ~ 1/7)开始在TN=27 K之前由Marty等人报道的波动和温度依赖性的序参量的性质是一致的二维三角形反铁磁体的经典的二阶相变。我们将表明,包括有序波矢,居里-外斯温度,和自旋波的物理性质和能量尺度可以通过仅使用对称交换常数而无需Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用来解释。这是通过一组"螺旋”交换路径沿c方向施加的手性晶体结构,自然解释了磁漫散射,它显示了强大的矢量手性高达高温远高于有序温度。这说明了在该化合物中磁性和结晶手性之间的强耦合。
2010-07-23 cond-mat.str-el
Chern insulating state with double-$Q$ ordering wave vectors at the Brillouin zone boundary
本研究在二维正方晶格上提出一种由布里渊区边界双$Q$序波矢叠加形成的非共面自旋织构,其通过各向异性、高次谐波和磁场稳定,并成为具有量子霍尔效应的Chern绝缘态,为拓扑磁性态提供新平台。
2023-06-28 cond-mat.str-el
Spontaneous Chirality Flipping in an Orthogonal Spin-Charge Ordered Topological Magnet
本文在拓扑磁体EuAl$_4$中首次实验发现了通过改变温度实现的自发手性翻转,揭示了伴随一阶相变的螺旋自旋密度波手性反转及其与电荷密度波的强耦合,为手性功能操控奠定基础。
2024-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Field-linear anomalous Hall effect and Berry curvature induced by spin chirality in the kagome antiferromagnet Mn3Sn
在过去的二十年中,人们已经确定,一个非平凡的电子波函数拓扑结构产生一个异常的霍尔效应(AHE),它表现为霍尔电导率在磁场的非线性。在这里,我们报告一个前所未有的情况下,外地线性AHE。在可果美磁体Mn $_3$ Sn中,发现显示出突变的面外霍尔响应是AHE的情况。我们现在发现,在磁场中完全线性的面内霍尔响应由波函数的Berry曲率设定。霍尔响应的幅度和它伴随的能斯特信号远远超过了预期的半经典图片。我们认为,磁场诱导的面外自旋倾斜,从而引起非平凡的自旋手征的kagome晶格。在能带结构中,我们发现自旋手征改变了拓扑结构,使以前未知的Weyl节线消失,解释了所观察到的AHE。我们的工作揭示了有趣的统一的实空间Berry相位从自旋手征和动量空间Berry曲率。
2022-07-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Monopole Charge Density Wave States in Weyl Semimetals
本文研究了一类新的拓扑电荷密度波态,它们具有三次谐波对称性。密度波有序化等价于相互作用下费米面嵌套导致的粒子-空穴通道中的配对。当电子和空穴的费米面具有不同的陈数时,粒子-空穴对呈现出一种非平凡的Berry相,这种Berry相是从能带结构拓扑结构继承而来的,与具体的密度波有序机制无关.相关的密度波间隙函数成为节块,净节块涡度由成对Berry相的负电荷决定。间隙函数节点成为准粒子激发体谱的零能外尔节点。这些状态可以发生在掺杂的Weyl半金属与嵌套的电子和空穴费米面包围Weyl节点相同的手征在弱耦合制度。拓扑非平凡的低能费米弧表面态出现在密度波有序态作为一个后果的涌现零能量外尔节点。
2019-09-19 cond-mat.str-el
Raman scattering study of anomalous charge-, spin-, and lattice-dynamics in the charge-ordered phase of ${\bf Bi}_{1-x}{\bf Ca}_x{\bf MnO}_3$ ($x>0.5$)
我们报告了一个非弹性光散射研究的电荷有序的自旋,电荷和晶格动力学的影响,在${\rm Bi}_{1-x}{\rm Ca}_{x}{\rm MnO}_3$ $(x>0.5)$。我们发现,电荷有序的结果在异常的声子行为,如“激活”模式的外观。然而,更重要的是,过渡到CO阶段的结果在一个准弹性散射响应的外观与对称性的自旋手征运营商($T_{1g}$),这种散射响应是因此指示磁性或手征性的AFM电荷有序相的自旋波动。
2000-09-04 cond-mat.str-el
Magnon Hall Effect without Dzyaloshinskii-Moriya Interaction
在绝缘共线铁磁体中,即使在零磁场下,Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用(Dzyaloshinskii-Moriya)也能诱导出拓扑磁振子带和磁振子霍尔效应.在几何阻挫的星形晶格中,由于自旋阻挫,可能存在共面/非共线$\mathbf q=0$磁有序。然而,这种磁结构并不表现出拓扑磁振子效应,即使与共线铁磁体形成对比。我们发现,施加一个磁场垂直于星平面诱导非共面自旋配置与非零自旋标量手征,提供拓扑效应,而不需要的双折射。非共面自旋织构起源于自旋组态的拓扑结构,不需要磁有序或磁有序的存在,这表明这种现象可能存在于阻挫磁系统的手征自旋液相中。我们提出,这些异常的拓扑磁振子效应可以访问聚合铁(III)醋酸盐-一个星形晶格反铁磁体与自旋挫折和远程磁有序。
2016-11-15 cond-mat.str-el
Noncoplanar magnetic ordering driven by itinerant electrons on the pyrochlore lattice
在旋转不变的自旋系统中,交换作用倾向于支持共线或共面磁序。事实上,这种磁性结构通常是通过高度受抑磁体中的热或量子波动来选择的。在这里,我们表明,一个复杂的非共面磁秩序的四重晶胞是稳定的巡回电子的烧绿石晶格。具体来说,我们考虑近藤晶格和哈伯德模型在四分之一填充。在这个填充因子下的电子费米“表面”在拓扑上等价于三个相交的费米圆。费米线的完美嵌套导致磁有序与多个波矢和一个明确的旋向性。在有限温度下,手征自旋液体中的手征有序可以在没有磁有序的情况下持续存在。
2010-08-14 cond-mat.str-el
Noncoplanar spin canting in lightly-doped ferromagnetic Kondo lattice model on a triangular lattice
在铁磁Kondo晶格模型中,研究了与可动载流子的耦合对120 $^\circ$反铁磁态的影响。使用变分计算的各种自旋排序到一个四个网站的单位晶胞,我们确定的基态相图,重点放在轻掺杂区。我们发现,从带底的电子掺杂立即不稳定的120 $^\circ$共面反铁磁秩序,并诱导一个非共面的三个子晶格有序伴随着一个干预相分离。该非共面相具有伞型自旋构型,具有净磁矩和有限的自旋标量手征。这种自旋倾斜态是在反铁磁超交换相互作用和铁磁双交换相互作用的竞争中产生的。相反,从能带顶部的空穴掺杂保持120 $^\circ$有序状态直到有限的掺杂浓度,并且不导致noncolpanar有序。
2011-02-24 cond-mat.str-el
Magnetic field-temperature phase diagrams for multiple-$Q$ magnetic orderings: Exact steepest descent approach to long-range interacting spin systems
多重- $Q$磁有序表示由多重自旋密度波或自旋螺旋的叠加组成的磁织构,如由Skyrmion晶体和刺猬晶格表示的。近年来,在各种磁性材料中观察到了这种磁有序性,特别是从拓扑学和非共面磁性结构产生的电磁场的角度,引起了人们极大的关注。虽然它们经常在改变温度和外部磁场的同时表现出不同的多$Q$状态之间的连续相变,但要阐明相图并不简单,这主要是由于缺乏简明的理论工具以及适当的微观模型。在这里,我们提供了一个理论框架,一类有效的自旋模型与长程磁相互作用介导的传导电子在磁性金属。我们的框架是基于最速下降法与一组自洽方程,导致在热力学极限的精确解,并有许多优势,现有的方法,如偏变分计算和数值蒙特卡罗模拟。将该框架应用于三重和六重$Q$磁序不稳定性模型,我们发现有趣的重入相变,其中多个$Q$相只出现在有限温度和/或非零磁场下。此外,我们发现,多个$Q$态可以拓扑非平凡堆叠skyrmion晶体或刺猬晶格,表现出大的净自旋标量手性与非零skyrmion数。结果表明,我们的框架可以是一个通用的工具,用于研究磁性和拓扑相变和相关的量子现象,在实际的磁性金属托管多个- $Q$磁有序。
2022-05-09 cond-mat.str-el
Noncollinear magnetic ordering in the Shastry-Sutherland Kondo lattice model: Insulating regime and the role of Dzyaloshinskii-Moriya interaction
我们研究了在几何阻挫Shastry-Sutherland晶格上具有经典局部矩的Kondo晶格模型中出现复杂的非共面磁位形的必要条件及其在外部磁场中的演化.我们证明了拓扑非平凡的自旋纹理,包括一个新的倾斜通量状态,与非零标量手征动态地产生从现实的短程相互作用。我们的研究结果表明,有限的Dzyaloshinskiii-Moriya(DM)的相互作用是必要的,这些新的磁状态时,系统是在半填充,其中基态是绝缘的出现。我们确定的最小集的DM矢量是必要的稳定的手征磁相。这种结构的非共面性可以通过施加外部磁场来连续调节。这是一系列的两篇论文的第一部分,在下面的论文中,挫折,热涨落,和磁场上出现的新的非共线状态在金属填充巡回电子的影响进行了讨论。我们的研究结果是至关重要的,在理解的磁性和电子性质的稀土四硼化物家庭的挫折磁铁与单独的自旋和电荷自由度。
2017-12-04 cond-mat.str-el
Effective bilinear-biquadratic model for noncoplanar ordering in itinerant magnets
非共线和非共面的磁织构,包括skyrmions和涡旋作为新兴的电磁场,并产生新的电子和输运性质。我们在这里报告一个统一的理解,从巡游磁铁的自旋-电荷耦合出现的非共面磁序。该机制的根源在于有效的多重自旋相互作用,超越了传统的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)机制,该机制普遍存在于具有局部磁矩的巡回电子系统中。仔细研究高阶微扰的自旋-电荷耦合,我们构建了一个最小的有效自旋模型组成的双线性和双二次相互作用与特定的波数决定的费米面。我们发现,我们的有效模型捕捉到了最近在巡游磁体中发现的非共面多$Q$态的不稳定性的基本物理:RKKY理论所预期的单$Q$螺旋态被双$Q$涡旋晶体所取代,即使在一般晶格上的自旋-电荷耦合无限小的情况下,该涡旋晶体也具有手性密度波[R. Ozawa $\mathit{et \ al.}$,J. Phys. Soc. Jpn. $\mathbf{85}$,103703(2016)],并且随着三角形晶格上自旋-电荷耦合的增加,出现具有高拓扑数2的三重$Q$ skyrmion晶体[R. Ozawa,S. Hayami和Y. Motome,出现在Phys. Rev. Lett。(arXiv:1703.03227)]。我们发现,通过引入一个外部磁场,我们的有效模型表现出过多的多个$Q$状态。我们的研究结果将作为一个指南,探索进一步的异国情调…
2017-03-22 cond-mat.str-el
Charge-Density-Wave Ordering in the Metal-Insulator Transition Compound PrRu4P12
对金属-绝缘体(M-I)过渡化合物PrRu $_4$ P $_{12}$的X射线和电子衍射测量揭示了Pr原子周围电荷密度的周期性排列。据发现,有序与低温绝缘体相的发病。这些结论得到了以下事实的支持,即在M-I转变温度以下,晶体结构的空间群从Im $\bar{3}$转变为Pm $\bar{3}$,并且绝缘体相中的超晶格峰的温度依赖性遵循平方BCS函数。M-I跃迁可能起源于费米面的完美嵌套和/或$f$电子的不稳定性。
2004-08-19 cond-mat.str-el
Hedgehog lattice and field-induced chirality in breathing-pyrochlore Heisenberg antiferromagnets
本文研究了呼吸烧绿石晶格上的$J_1$-$J_3$经典海森堡模型,其中,由于呼吸键的交替,小四面体和大四面体的最近邻交换相互作用$J_1$和$J_1'$取不同的值,而$J_3$是沿键向的第三个最近邻反铁磁相互作用.通过蒙特卡罗模拟发现,对于大的$J_3$,一个由磁单极子和反单极子组成的三维周期性排列的刺猬晶格以四重${\bf Q}$态的形式出现,其特征在于有序矢量为${\bf Q}=(\pm\frac{1}{2},\pm\frac{1}{2},\pm\frac{1}{2})$,只要$J_1\neq J_1'$,就与$J_1$和/或$J_1'$的符号无关.在外加磁场中,根据$J_1$和$J_1'$的大小,出现了六个${\bf Q}$四重态,其中包括场内刺猬晶格态在内的三个相具有非零的总手征度$\mbox{\boldmath $ χ $}^{\rm T}$,这与手征度的反常霍尔效应有关.在剩余的两个手性相中,其在铁磁$J_1$和/或$J_1'$的存在下实现,自旋结构不是拓扑非平凡的,尽管事实是$\mbox{\boldmath $ × $}^{\rm T} \neq 0$。还讨论了$\mbox{\boldmath $ x $}^{\rm T}$中磁单极的拓扑对象的作用。
2022-08-12 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Nonequilibrium control of kagome metals
本文提出利用时间相关参数控制(如光、应变和偏振激光脉冲)对kagome金属中的奇异量子序(如向列序、时间反演对称性破缺和手性)进行非平衡调控与分析。
2024-08-13 cond-mat.str-el
Effect of Quantum Spin Fluctuation on Scalar Chiral Ordering in the Kondo Lattice Model on a Triangular Lattice
自旋标量手征序产生了非平凡的拓扑特征和特殊的输运性质。本文研究了量子自旋涨落如何影响巡游电子系统中的自旋标量手征有序。我们采用三角晶格上的Kondo晶格模型,在局域自旋为经典的情况下,对具有自旋标量手征有序的Chern绝缘体相进行了线性自旋波分析。我们发现,虽然量子涨落使费米面完美嵌套引起的3/4填充位的自旋标量手征相不稳定,但它保留了有效的正双二次相互作用引起的1/4填充位的手征相.与纯自旋系统相比,零点量子涨落对有序磁矩的减少是相当小的。结果表明,1/4填充的陈氏绝缘体在量子涨落下仍然是鲁棒的。
2013-10-23 cond-mat.str-el
Field-induced chiral phase in isotropic frustrated spin chains
结果表明,外加磁场作用于自旋S各向同性锯齿形链,诱导出宇称自发破缺的相位,其特征在于矢量手征的长程有序。这与文献中提出的双组分Luttinger液体方案相反。讨论了与实际材料的相关性。
2005-02-21 cond-mat.other cond-mat.str-el
Spontaneous spin chirality reversal and competing phases in the topological magnet EuAl$_4$
通过共振X射线散射和群论分析,揭示了EuAl4中四个磁相的单k调制、自旋密度波共存、磁螺旋手性自发反转及对称性降低至极性单斜的机制。
2024-03-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Charge density waves in multiple-$Q$ spin states
电子中自旋和电荷自由度之间的耦合是固体各种电子和磁性的来源。本文从理论上研究了巡游磁体中存在磁有序时自旋-电荷耦合引起的电荷密度波。通过在Kondo晶格模型的弱耦合极限下进行微扰计算,我们得到了一个有用的电荷密度波和自旋密度波之间的关系公式,它可以应用于任何磁序,包括由多个自旋密度波组成的非共线和非共面磁序,称为多-$Q$磁序.我们证明了预测能力的单-$Q$和双-$Q$状态,包括skyrmion和meron-antieron晶体上的正方形晶格,在与数值计算相比。此外,我们表明,电荷密度波包含更丰富的信息比自旋密度波,确实是有用的区分自旋结构因子相似的自旋织构。我们讨论了键调制的关系的动能键能和矢量自旋手征。我们还进行了数值计算超出了微扰制度,发现电荷密度波可以增强时,电子填充是相称的。此外,我们研究的自旋轨道耦合,这可能会导致额外的电荷密度波,由于有效的各向异性磁相互作用在动量空间中的效果。我们的结果将提供一种方法来确定复杂的磁有序和它们的起源从电荷调制。
2021-11-05 cond-mat.str-el
Spontaneous Chiral-Spin Ordering in Spin-Orbit Coupled Honeycomb Magnets
具有高度简并基态的受抑磁体是寻找奇异物质态的核心。最近的研究在自旋轨道耦合的蜂窝磁体产生了巨大的兴趣,键相关的相互作用,欣赏一个对称的非对角$Γ$的相互作用,表现出在经典极限的宏观简并。在这里,我们研究了一个通用的自旋模型,并发现了一个新的手征自旋有序自发破缺的时间反演对称性附近的主导$Γ$区域。在不同的亚晶格中,手征自旋相位具有交错的手征关系,并且它表现出无隙激发,如消失的能隙和柱上有限的中心荷所揭示的。虽然在第二布里渊区的角落里有一个微小的峰的痕迹,但随着系统尺寸的增加,磁序很可能消失。最后,我们还试图通过计算动态结构因子和模块化$\mathcal{S}$矩阵来深入了解手性自旋相位的可能拓扑特征。
2022-01-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ordering in Cs2CuCl4: Is there a proximate spin liquid?
层状螺旋磁体Cs2CuCl 4显示出几个有趣的性质,这些性质被认为是接近二维量子自旋液体的证据。在本文中,我们研究了一个具体的版本,这一建议,并提出了实验,可以潜在地证实这一点,我们研究了普遍的临界性质的二维受抑量子磁体附近的量子相变之间的螺旋磁状态和自旋液体状态与带隙玻色子自旋在O(4)不变的临界理论提出的框架(Chubukov等人,cond-mat/9402006)。对自旋关联反常指数的直接数值计算表明,临界散射具有与实验定性相似的宽连续性。更值得注意的是,我们表明,扩大的O(4)对称性导致相同的缓慢幂律衰减的矢量自旋手征和Neel相关。我们将展示如何通过极化中子散射实验观察到这一点。其他一些不太戏剧性的后果的批判理论概述以及。
2005-03-10 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Spectroscopy of phonon-coupled integer and fractional Chern insulators: emergence of polarons and chirality deficit of graviton mode
The University of Hong Kong(香港大学);Universit́e Grenoble Alpes(格勒诺布尔阿尔卑斯大学)
本文通过密度矩阵重整化群研究平带Haldane模型与Holstein声子耦合,发现声子将激子和磁旋子修饰为极化子模式,其软化预示电荷序,并增强引力子手征性亏损,为CI和FCI的不稳定性提供统一激发图像。
2026-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Time-reversal asymmetry without local moments via directional scalar spin chirality
在物质态中,时间反演对称性(TRS)的破坏与静态磁性有关,但定向标量自旋手征序(DSSCO)相违反了这一基本原理:它破坏了TRS,但没有静态矩密度。它可以通过熔化磁有序相中的自旋矩但保留剩余的断裂TRS来获得。然后,自旋旋转对称态的空间对称性排除了轨道矩。它可以在不同的温度和无序条件下存在于一维、二维和三维中。最近,在低掺杂铜氧化物的神秘赝能隙相中进行的极性克尔效应实验暗示,在低于$T_{K}$的温度下,TRS会出现一种奇怪的断裂形式,在高于$T_{K}$的温度下,TRS会表现出滞后的“记忆效应”,这需要与核磁共振(没有看到力矩)、X射线衍射(发现电荷有序趋势)和能斯特效应(检测向列性)相调和。值得注意的是,DSSCO提供了一个调和所有这些观察的唯象途径,可以想象,它在赝能隙温度$\sim T^{*}$开始。铜酸盐中DSSCO存在的可测试预测是高于$T_{K}$的克尔信号,其由沿面内轴之一驱动的电流触发和可训练,但不由沿另一个的电流触发和可训练。
2016-01-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Charge ordering and spontaneous topological Hall effect in bilayer skyrmion crystals
本研究通过双层斯格明子晶体模型,发现弱电子相互作用可诱导两种对称性破缺相,均产生自发的大拓扑霍尔效应,且相图可由电场调控,为相关材料研究提供新方向。
2025-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electronic nature of chiral charge order in the kagome superconductor CsV3Sb5
Tc高达7 K的Kagome超导体已经被发现了40多年。最近,在可果美超导体KV 3Sb 5中报道了非常规的手性电荷有序,有序温度比TC高一个数量级。然而,在可果美超导体CsV 3Sb 5中还没有报道电荷序的手性,并且手性的电子性质仍然难以捉摸。本文报道了用扫描隧道显微镜(STM)观察CsV_3Sb_5中电子手性电荷有序的结果。我们观察到一个2 × 2的电荷调制和1 × 4的超晶格在地形数据和隧道光谱。2x2电荷调制被高度预期为在van Hove填充下的基本kagome晶格模型的电荷顺序,并且显示出表现出固有的手性。我们发现1 × 4超晶格形成了各种各样的小畴壁,并且可以是一种表面效应,这一点得到了我们的第一性原理计算的支持。重要的是,我们发现由电荷序打开的能隙的振幅具有实空间调制,并且具有2x2波矢量的手性,突出了手性电荷序的电子性质。在0.4K下的STM研究揭示了一个超导能隙,其能隙大小为2Δ=0.85meV,这估计了一个中等的超导耦合强度,其2Δ/kBTc=3.9。当进一步施加c轴磁场时,在该间隙内观察到涡核束缚态,指示清洁极限超导性。
2021-08-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multiple-$Q$ magnetic orders in Rashba-Dresselhaus metals
我们研究了非中心对称近藤晶格模型中实现的磁织构,其中局域磁矩与受Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的巡游电子弱相互作用。借助最先进的数值模拟和变分计算,我们发现了零磁场下的多$Q$有序,这些有序起源于费米面的不稳定性,其自旋简并被自旋轨道耦合所提升.在Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合强度相等的情况下(已知这种耦合可以在半导体量子阱中实现持久的自旋螺旋),我们发现了六重-$Q$磁有序,具有棋盘状的空间模式。自旋标量手征性。在存在Rashba或Dresselhaus自旋轨道耦合的情况下,我们发现了另一种多重$Q$有序,它不同于在相同对称性下讨论的Skyrmion晶体。我们的结果表明,自旋-电荷耦合和自旋-轨道耦合的合作带来了更丰富的磁织构比在有效的自旋模型研究。这些情况将通过实验实现,例如,非中心对称重费米子化合物和自旋轨道耦合金属和磁性绝缘体的异质结构。
2018-09-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
On the charge and magnetic ordering in monolayer NbSe$_2$: a first principles study
单层NbSe $_2$最近被证明是一个二维超导体,具有竞争的电荷密度波(CDW)秩序。本工作基于第一性原理计算研究了单层NbSe $_2$的电子结构,重点关注与超导电性相关的电荷和磁序。结果发现,减少屏蔽单层NbSe $_2$具有完美的晶格表现出磁不稳定性,这是通过形成CDW消除。计算结果表明,两种能量竞争但不同的$3\times3$ CDW结构对费米面有显著影响。讨论了可能的CDW相与实验结构和共存超导电性的关系。
2017-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Reduced dimensionality in layered quantum dimer magnets: Frustration vs. inhomogeneous condensates
受BaCuSi_2 O_6实验的启发,我们研究了具有层间阻挫的层状二聚体磁体的磁激发和量子相变。我们考虑了两种情况,(A)一个晶格与一个二聚体每个单元格和完美的层间挫折,和(B)一个扩大的单元格与不等层,有和没有完美的挫折。在所有情况下,在渐近低温下的临界行为是三维的,但相应的交叉尺度可能很小。情形(B)中的磁有序可以用两种凝聚体来讨论;值得注意的是,完全阻挫使得邻近效应无效。然后,有序转换将被一般地分裂,在可测量的属性中具有清晰的签名。利用广义键算符方法,计算了顺磁相和反铁磁相的低温磁性。基于现有的BaCuSi 2 O 6实验数据,我们提出在这种材料中实现具有不等效层和不完美挫折的情况(B),可能具有沿c轴的层间耦合的附加调制。
2007-11-19 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Raman spectroscopic evidence for linearly dispersed nodes and magnetic ordering in the topological semimetal V$_{1/3}$NbS$_2$
本研究通过偏振分辨拉曼散射,在V$_{1/3}$NbS$_2$中探测到Weyl节点内电子跃迁的线性连续谱和15 meV处的双磁振子激发,结合理论计算证实了其共线反铁磁Weyl半金属态。
2025-04-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el