Mechanism for lifting the degeneracy in the double-exchange spin ice model on a kagomé lattice: Dodecamer formation
利用蒙特卡罗模拟研究了kagomé晶格上的双交换自旋冰模型,研究了阻挫电子系统简并度提升的机制.我们展示了有限晶格上的比热和矢量自旋手性数据。比热具有双峰结构:宽峰和尖峰分别位于$k_{\rm B}T/t \sim 0.15$和0.015处,其中$t$是电子的转移积分。宽峰对应于到自旋冰状状态的交叉,另一方面,尖锐的峰对应于到十二角形自旋簇(十二聚体)状态的过渡。我们讨论了十二聚体态的形成和宏观简并度的提升之间的相互作用。
2005-04-19 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Promising regimes for the observation of topological degeneracy in spin chains
本文通过精确对角化研究自旋1/2交替Heisenberg链,比较二聚化链与Haldane链的拓扑边缘态对长程耦合、各向异性及有限链长的鲁棒性,发现前者显著更稳健。
2024-02-15 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
SU(4) Theory for Spin Systems with Orbital Degeneracy
具有轨道简并的自旋系统的各向同性极限具有整体SU(4)对称性。在许多二维晶格上,基态不具有长程序,这可以解释所观察到的$LiNiO_2$的自旋液体性质。在SU(4)Neel有序态中,相邻两个磁矩平行的格点之间的自旋-自旋关联可以是反铁磁的.
1998-04-15 cond-mat.str-el
Macroscopic effects of localised measurements in jammed states of quantum spin chains
量子阻塞态可以看作是粒子可用的相空间收缩为零的状态,这在稳定的准粒子弹性散射的可积系统中是相当准确的解释。我们考虑可积对偶折叠XXZ模型,它在大各向异性极限下等价于XXZ模型。我们在干扰状态下进行干扰破坏局部测量。我们发现,干扰是局部恢复,但当地的可观表现出非平凡的宏观,弹道尺度上的时间演化,而不会放松到它们的初始值。
2021-12-02 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Degeneracy and criticality from emergent frustration in artificial spin ice
虽然最初引入模仿自旋冰的烧绿石,没有人工自旋冰尚未表现出预期的退化冰相的临界相关性类似于著名的库仑相的烧绿石晶格。在这里,我们研究了一种新的人工自旋冰的基础上的一个顶点挫折,而不是成对挫折的几何形状,并表明它表现出广泛的剩余熵和,显着的,代数相关的准临界冰相。有趣的是,作为一个新的实现挫折的顶点系统,我们的晶格开辟了新的途径,研究缺陷的关键流形和设计退化的人工磁性纳米阵列,一项任务,迄今难以捉摸。
2013-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Ground state degeneracy in quantum spin systems protected by crystal symmetries
我们对具有晶体对称性的二维玻色子系统提出了一个不可行定理:如果在旋转中心有半整数自旋,并且点群对称性为$\mathbb D_{2,4,6}$,那么这样的系统必须具有由晶体对称性保护的基态简并度.这样的简并性表明物质要么是对称性破缺状态,要么是非常规状态。与Lieb-Schultz-Mattis定理相比,我们的结果计算了每个旋转中心的自旋,而不是每个晶胞的总自旋,因此也适用于每个晶胞具有偶数个半整数自旋的某些系统。
2017-08-03 cond-mat.str-el
Can the Spin-Orbit Interaction Break the Channel Degeneracy of the Two-Channel Orbital Kondo Problem?
与传导电子相互作用的二能级系统(TLS)可能由双通道近藤哈密顿量描述。在这种情况下,沟道简并是由于电子的真实自旋。打破这种简并性的可能性本身就很有趣。事实上,我们表明,只有在电子-空穴对称性破缺的情况下,导电电子与TLS附近的自旋轨道散射体的相互作用才导致沟道简并度的破缺。然而,所产生的通道对称性破缺TLS-电子耦合太弱,导致任何可观察到的效果。我们的分析也适用于重费米子系统。
2002-10-31 cond-mat.str-el
Order by disorder and gauge-like degeneracy in quantum pyrochlore antiferromagnet
具有大自旋长度海森堡自旋的(三维)烧绿石晶格反铁磁体$S$是一个具有经典基态宏观简并的高阻挫模型。(谐波阶)自旋波波动的零点能量区分这些状态的子集。我得到一个近似的,但照明{ \it有效哈密顿量},在伊辛自旋配置的子空间内表示的{ \it共线}基态。它由伊辛自旋绕圈的乘积组成,即具有$Z_2$格点规范理论的形式。剩余的基态熵仍然是无限的,但不是广泛的,是系统大小$O(L^3)$的$O(L)$。所有这些基态的晶胞都比以前考虑的大。
2005-08-31 cond-mat.str-el
Ground-state degeneracy and low-temperature thermodynamics of correlated electrons on highly frustrated lattices
高阻挫晶格产生完全平坦的最低单电子带。值得注意的是,通过用局域电子态填充该平带,可以为排斥哈伯德模型和t-J模型构造精确的多体基态。这种结构导致宏观的基态简并。我们讨论了如何计算这些基态简并为一定类别的模型,特别是包括的链。此外,我们讨论了低温热力学性质的一般后果,如比热的低温峰的出现。最后,我们提出了互补的精确对角化得到的数值结果。
2009-03-19 cond-mat.str-el
Valence bond crystal in a pyrochlore antiferromagnet with orbital degeneracy
本文讨论了三重轨道简并$S=1/2$磁性离子的烧绿石晶格的基态。我们推导出一个有效的自旋轨道哈密顿量,并表明轨道自由度可以调制自旋交换,消除无限自旋简并烧绿石结构的特点。由此产生的状态是自旋单重态二聚体的集合,由于它们的相对取向而具有残余简并性。后者被磁弹性相互作用提升,在自旋单态相空间中诱导,迫使四重态畸变。这种理论为在B-尖晶石MgTi $_2$ O $_4$中观察到的螺旋自旋单态模式提供了解释。
2004-06-23 cond-mat.str-el
Elementary excitations of magnetically ordered systems with orbital degeneracy
推广了Holstein-Primakoff变换,发展了具有轨道简并的自旋系统的量子味波理论。基本激发包括自旋波、轨道波和自旋-轨道波。由于轨道各向异性和洪德规则,自旋和自旋轨道波相互耦合,导致通过非弹性中子散射可观察到的新模式。在SU(4)极限下,味波在一个或多个方向上是无色散的,并产生降维的量子涨落。
1998-12-16 cond-mat.str-el
On the ground-state degeneracy and entropy in a double-tetrahedral chain formed by the localized Ising spins and mobile electrons
精确地研究了混杂双四面体链的基态性质,其中定域伊辛自旋与三角形格元规则地交替,三角形格元由可变数目的可动电子占据.我们证明了该模型的零温相图包含几个非简并、二重简并和宏观简并手征相。低温的熵和比热的依赖关系也检查,以获得更深入的了解到个人的基态阶段和相变的简并。结果表明,基态简并度的多样性表现在两个热力学量的多峰结构。一个显着的温度依赖性的比热与两个和三个肖特基型极大值进行了详细讨论。
2017-08-18 cond-mat.str-el
Effective Hamiltonian for the Pyrochlore antiferromagnet: semiclassical derivation and degeneracy
在经典的烧绿石晶格海森堡反铁磁体中,存在宏观连续的基态简并。研究了大自旋长度$S$的半经典极限,只保留了对经典哈密顿量的最低阶(1/S)修正.我们进行了详细的分析的自旋波模式,并使用一个真实的空间循环展开,我们产生一个有效的哈密顿量,其中的自由度是伊辛变量表示通过循环中的晶格通量。我们发现一个家庭的退化共线基态,相关的规范样$Z_2$变换,并提供界的退化的顺序。我们进一步表明,该理论可以很容易地应用于确定相关的晶格上的海森堡哈密顿量的基态,和场诱导的共线磁化平台状态。
2005-12-16 cond-mat.str-el
Reduced effective spin-orbital degeneracy and spin-orbital ordering in paramagnetic transition metal oxides: Sr2IrO4 vs. Sr2RhO4
我们讨论了顺磁材料中自旋轨道极化和有序的概念,并讨论了它们在过渡金属氧化物中的后果。将密度泛函和动力学平均场论相结合的方法推广到具有大自旋轨道相互作用的材料,研究了Sr 2 IrO 4和Sr 2 RhO 4顺磁相的电子激发.我们发现,自旋轨道相互作用,结构扭曲和库仑相互作用的相互作用抑制自旋轨道波动。结果表明,室温下Sr 2 IrO 4是顺磁自旋轨道有序的莫特绝缘体。在Sr 2 RhO 4中,有效的自旋-轨道简并度降低,但由于较小的自旋-轨道和较小的库仑相互作用,材料保持金属性。我们发现我们的从头计算Sr 2 RhO 4与角分辨光电发射很好的协议,并预测光谱的顺磁相Sr 2 IrO 4。
2011-07-07 cond-mat.str-el
Theory for high spin systems with orbital degeneracy
在大自旋极限下研究了具有轨道简并度的高自旋系统。在没有Hund耦合的情况下,经典自旋模型分别映射到自旋向上和向下的不连通轨道系统上。各向同性模型的基态是轨道价键态,其中每个键是具有平行自旋的轨道单线态,并且相邻键反铁磁性地相互作用。过渡金属氧化物的可能的相关性进行了讨论。
2001-11-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Exactly soluble model of boundary degeneracy
研究了具有多重连通带隙边界的阿贝尔分数量子自旋霍尔态的拓扑简并性。这种拓扑简并性(也称为“边界简并性”)不需要超导邻近效应,并且可以通过简单地将耗尽门应用于量子自旋霍尔材料并使用通用自旋混合项(例如,由于反向散射)以隔开边缘模式。我们构造了一个精确可解的微观模型来证明这种拓扑简并性,并利用最近发展起来的技术[S。Ganeshan和M. Levin,Phys.Rev.B93,075118(2016)]。相应的字符串运营商跨越这个简并显式计算。有人认为,所提出的方案是实验合理的。
2016-04-07 cond-mat.str-el
Metal insulator transition in TlSr2CoO5 from orbital degeneracy and spin disproportionation
为了描述新氧化物TlSr_2CoO_5的金属绝缘体转变,我们用LDA和Hartree-Fock模型计算研究了它的电子结构。在LDA中,我们发现一个均匀的金属和铁磁基态,但当包括库仑相互作用更明确的Hartree-Fock近似内,我们发现一个绝缘状态的较低的能量与自旋和轨道顺序。我们还解释了我们的结果在一个简单的模型。
2000-10-17 cond-mat.str-el
Spin-dependent correlation in two-dimensional electron liquids at arbitrary degeneracy and spin-polarization: CHNC approach
本文应用Dharma-wardana和Perrot最近发展的经典映射技术,研究了任意简并度和自旋极化的均匀二维电子系统。对分布函数,结构因子,亥姆霍兹自由能,和压缩性的计算范围很广的参数。结果表明,在T/ T_F <0.1的低温下,T_F为费米温度,我们的结果几乎退化到零温分析的结果。在T/ T_F >= 1的范围内,对于所有自旋极化,在高密度下有限温度效应变得相当显著。我们发现,在没有桥函数的近似下,二维有限温度电子系统在Wigner结晶密度之前仍然是顺磁流体。我们的结果与三维系统的结果进行了比较,并指出了许多物理性质的温度,自旋极化和密度依赖性的相似之处。
2003-11-18 cond-mat.str-el
Generalized Valence Bond State and Solvable Models for Spin-1/2 Systems with Orbital degeneracy
具有双轨道简并度的自旋为1/2的系统可能具有SU(4)对称性。根据群论,一个整体SU(4)单态可以表示为所有可能组态的线性组合,这些组态由四格点SU(4)单态组成。继P.W. Andersion关于自旋为1/2的系统的思想,提出反铁磁SU(4)模型的基态是SU(4)共振价键(RVB)态。短程SU(4)RVB态是自旋和轨道液体,其元激发具有能隙。我们构造了一系列基态为短程SU(4)RVB态的溶剂模型。所得结果可推广到反铁磁SU(N)模型。
2001-05-07 cond-mat.str-el
Ground State Degeneracy of Interacting Spinless Fermions
我们提出了一个本征算子方案来研究相互作用的无自旋费米子在半填充的晶格模型,并表明该模型具有一个隐藏的形式的反射正性在其Majorana费米子表示。在此基础上,我们严格地证明了当晶格尺寸$N$为偶数时,该模型的基态是唯一的或双简并的;当晶格尺寸$N$为奇数时,该模型的基态总是双简并的.这个证明在任意晶格结构的所有维度上都成立。
2015-10-13 cond-mat.str-el
Quantum Ice : a quantum Monte Carlo study
冰态,其中受挫的相互作用导致宏观基态简并,发生在水冰中,在烧绿石晶格上受挫的电荷秩序问题中,以及在统称为自旋冰的稀土磁体家族中。目前特别令人感兴趣的是“量子自旋冰”材料,其中大的量子波动可能允许在宏观数量的不同经典基态之间隧穿。在这里,我们使用零温度量子蒙特卡罗模拟,以显示如何这样的隧道可以解除自旋或电荷冰的简并性,稳定一个独特的“量子冰”基态--一个量子液体与3+1维量子电动力学的麦克斯韦作用所描述的激发。我们进一步确定了一个竞争有序的“波浪形”状态,并显示如何波浪形和量子冰状态可能会区分在中子散射实验中的自旋冰材料。
2011-12-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
The effect of valley-spin degeneracy on the screening of charged impurity centers in two- and three-dimensional electronic devices
带电杂质中心的准确表征对电子器件和材料的研究具有重要意义。谷自旋简并的作用上的一个有吸引力的离子的移动载体的筛选进行评估范围内的系统从自旋极化的单谷到六谷。使用Singwi及其同事称为STLS的自洽局部场校正来处理筛选。束缚电子波函数以积分方程的形式表示。弗里德尔振荡被认为是有影响力的,特别是在二维不能充分占氢变分方法。我们的结果表明,在某些密度相对于简化的技术,主要是在杂质结合能的增强明显的差异。计算出的莫特常数在可用的情况下提供。本文的主要结论是,在屏蔽存在下,带电荷杂质的结合能与谷自旋简并度有很大的关系。
1997-08-14 cond-mat.str-el
Degeneracy of the ground-state of antiferromagnetic spin-1/2 Hamiltonians
本文的第一部分讨论了Lieb-Schultz-Mattis定理在大于1的维数上的推广。一个相反的例子,原来的配方Lieb-Schultz-Mattis和阿弗莱克展出,并制定了更精确的声明。分析了具有长程序的对称破缺相的基态简并度。本文的第二、三部分是关于共振价键(RVB)自旋液体。在这些阶段中,研究了各种作者方法之间的关系:Laughlin-Oshikawa,Sutherland,Rokhsar和Kivelson,Read和Chakraborty以及Lieb-Schultz-Mattis-Affleck提案。的退化属性和刚度的情况下之间的深层物理关系的解释和数值说明。一个新的猜想是关于自旋液体基态的任何扭曲的边界条件(热力学极限)的敏感性的绝对缺乏。第三部分精确地得到了自旋液相简并多重态的量子数之间的关系。它们的关系与拓扑性质的波函数的低位水平的自旋液相的强调。尽管基态的简并,我们解释了为什么这些阶段不能表现出自发对称性破缺。
2001-12-19 cond-mat.str-el
Nanoscale degeneracy lifting in a geometrically frustrated antiferromagnet
利用中子全散射数据的原子和磁对分布函数分析,研究了具有几何阻挫、空间各向异性的Mn自旋三角晶格的化合物$A$ MnO $_2$($A$ = Na,Cu)的局域原子和磁结构. CuMnO $_2$中的挫折的缓解伴随着由Néel顺序驱动的常规合作的降低晶格畸变。然而,在NaMnO $_2$中,畸变具有短程性质。局部对称性破缺和短程磁关联之间的相互作用在纳米尺度上提升了磁简并度,使Na-导数中的长程磁有序成为可能。在这两种相关化合物中,由残余无序介导的挫折程度导致了通向单一、稳定的磁性基态的相当不同的途径。这项研究表明,纳米结构的扭曲,导致局部尺度的扰动可以解除基态简并触发宏观磁秩序。
2020-01-27 cond-mat.str-el
Spin-gap physics, ground state degeneracy, and bound states on the depleted kagome lattice
本文分析了耗尽kagome晶格上的反铁磁自旋1/2海森堡模型,其中某些键被约化为交换积分J_2 << J_1。完全耗尽系统由一维链组成,每个链具有双简并单重对基态和光谱间隙(如Majumdar-Ghosh模型)。有局部和巡回低能量激发。在有限的J_2/J_1 << 1时,来自激发的最低分支的模式不能提升2D系统的基态简并度。2D系统的低能激发由1D激发的相干传播束缚态主导。
1999-10-20 cond-mat.str-el
Kramers degeneracy in a magnetic field and Zeeman spin-orbit coupling in antiferromagnetic conductors
本文研究了公度共线反铁磁体中电子波函数的磁响应。我表明,在一个特殊的动量集,隐藏的反酉对称性保护克拉默斯退化布洛赫本征态对磁场,横向指向交错磁化。因此,塞曼项中的横向g因子的大量动量依赖性,将后者转变为自旋轨道耦合,这可能存在于从铬到硼碳化物、铜酸盐、磷属元素化物以及有机和重费米子导体的材料中。
2008-09-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin properties of a two dimensional electron system: valley degeneracy and finite thickness effects
在Singwi等人的自洽平均场论(STLS)中,通过确定基态能量与自旋极化的关系,计算了二维电子系统的自旋极化率.结果给出了三种不同的设备,即Si(100)反型层,AlAs量子阱,和GaAs异质结绝缘栅场效应晶体管。我们发现Si(100)系统在大多数实验密度范围内与实验符合得相当好,而AlAs和GaAs系统的符合则不太令人满意;然而,在所有情况下,包括特征器件参数如谷简并度、有限横向厚度等是至关重要的。此外,STLS理论预测了在足够低的电子密度下的突然自旋极化转变,而与谷简并和/或有限厚度无关,部分自旋极化状态保持不稳定。此外,在Si(100)反型层中,自旋极化转变之前是同时的谷极化和自旋极化;然而,对于其零厚度模型,这些转变与最近的量子蒙特卡罗模拟严重不一致。STLS理论的这个缺点可以追溯到它在处理电子相关性时的不准确性,而随着独立分量(自旋和谷)的增加,电子相关性变得越来越重要。
2011-06-02 cond-mat.str-el
Spin gap in low-dimensional Mott insulators with orbital degeneracy
本文考虑交换哈密顿量H_ST = -J Sum_{<rr'>}(2 S_r S_r' - 1/2)(2 T_r T_r' - 1/2)描述两个各向同性的自旋为1/2的海森堡反铁磁体通过等价键上的四次项耦合.该模型是相关的轨道简并和强电子振动子耦合在大哈伯德排斥极限的系统。为了研究基态性质,我们使用格林函数蒙特卡罗,计算能隙和关联函数,后者通过向前行走技术。在一维空间中,我们发现其基态是价键二聚体的“晶体”。在二维中,自旋能隙在热力学极限下似乎是有限的,而且,一致地,交错磁化--尼尔长程序的信号--似乎消失了。然而,从二聚体-二聚体关联函数的分析中,我们没有发现价键晶体的迹象。自旋液体似乎是一个与我们的研究结果相一致的合理方案。
1998-09-01 cond-mat.str-el
Macroscopic magnetization jumps due to independent magnons in frustrated quantum spin lattices
对于一类包括kagome晶格在内的阻挫自旋晶格,我们构造了由几个独立的局域单磁振子态组成的精确本征态,并论证了它们是强磁场下的基态。如果局部磁振子的最大数量与系统中的自旋数量成比例,这是kagome晶格的情况,则该效应在热力学极限下持续存在,并在饱和磁场下方的零温磁化曲线中引起宏观跳跃。这种效应随着自旋量子数的增加而减小,在经典极限下消失。这是一种真正的宏观量子效应。
2002-06-05 cond-mat.str-el
Valence-Bond Crystal, and Lattice Distortions in a Pyrochlore Antiferromagnet with Orbital Degeneracy
讨论了高阻挫烧绿石晶格上自旋为1/2的三重$t_{2g}$轨道简并磁性离子的基态性质,如B-尖晶石MgTi $_2$ O $_4$中的Ti $^{3+}$离子.在Hund耦合为零的情况下,我们构造了一个有效的自旋轨道哈密顿量,并通过构造几个精确的本征态研究了它的低能区。我们发现,轨道自由度调制的自旋交换能,释放烧绿石结构的无限自旋简并,并驱动系统到一个非磁性的自旋单重态流形。后者是自旋单重态二聚体的集合,然而,相对于二聚体取向高度简并。这种"定向“简并性随后被磁弹性相互作用提升,磁弹性相互作用通过在合适的方向上扭曲键并导致四元相来优化先前的能量增益。以这种方式,通过二聚体沿着围绕四角轴延伸的螺旋链的缩合形成价键晶体状态,如在MgTi $_2$ O $_4$中实际观察到的。在二聚相的轨道有序模式被预测为铁型沿螺旋和反铁型之间。最后,通过分析的考虑以及数值从头算模拟,我们预测一个可能的实验工具,通过共振X射线散射观察这样的轨道排序。
2005-01-12 cond-mat.str-el
The ground state phases of orbitally degenerate spinel oxides
本文综述了具有三重$t_{2g}$轨道简并度的自旋二分之一尖晶石氧化物的微观自旋轨道哈密顿量和基态性质。结果表明,对于任何轨道构型,相应的自旋哈密顿量的基态在经典极限下是无限简并的。自旋的量子性质提升了广泛的经典简并性,这种效应类似于量子涨落引起的无序中有序现象。这将驱动系统的非磁性自旋单重态二聚体歧管与残留的简并,由于二聚体的相对取向。本文还简要地评述了提高“取向”简并度的磁弹性机制。
2007-10-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Kramers degeneracy in a magnetic field and Zeeman spin-orbit coupling in antiferromagnets
本文分析了公度共线反铁磁体中电子本征态的对称性和简并性。在横向于交错磁化方向的磁场中,一个隐藏的反幺正对称性保护了布洛赫本征态在一组特定动量下的双重简并。除了这个“Kramers简并”子集之外,标记布里渊区中的双简并布洛赫态的动量流形也可能包含一个“偶然简并”子集,该子集不受对称性保护,并且可能在扰动下改变其形状。这些简并性引起塞曼耦合中横向g因子的大量动量依赖性,将后者转变为自旋-轨道相互作用。我讨论了一些材料,塞曼自旋轨道耦合可能存在,并概述了最简单的性能和实验结果的这种相互作用,这可能是相关的系统从铬硼碳化物,铜酸盐,hexboride,铁pnictides,以及有机和重费米子导体。
2009-03-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Searching for Topological Degeneracy in the Hubbard Model with Quantum Monte Carlo
Z2自旋液体具有拓扑有序性。这一点的一个表现是环面上的Z2自旋液体表现出四重简并。最近的数值证据表明,在哈伯德模型中,在U约为4的蜂窝晶格上存在自旋液体基态。这一主张的证据涉及到一个缺乏任何可识别秩序的间隙状态的存在。这个论点依赖于能够区分小订单和无订单,这是出了名的困难。在本文中,我们展示了一种方法,它使用量子蒙特卡罗搜索的关键特征之一,积极确定拓扑自旋液体:拓扑简并。对于任何有限系统,这种拓扑退化是分裂的,其中分裂随系统大小呈指数衰减。我们在能谱中寻找可以被识别为这些拓扑简并态的低位态。我们发现,对于系统的大小高达N = 162网站,有没有证据表明这些国家显着低于第一激发态提供证据反对存在的拓扑相。我们讨论了蜂窝晶格上的哈伯德模型在没有这种简并的情况下可能的选择。
2013-05-01 cond-mat.str-el
Spin-1/2 Triangular Lattice with Orbital Degeneracy in a Metallic Oxide Ag2NiO2
通过电阻率、磁化率、比热容和X射线衍射等测试手段,研究了一种新型金属磁性过渡金属氧化物Ag_2NiO_2。该晶体结构的特征在于由Ni 3 + O 2层和(Ag 2)+层交替堆叠,前者实现具有eg轨道简并性的自旋1/2三角晶格,后者提供巡游电子。结果表明,NiO 2层在Ts = 260 K时呈现出轨道有序,在TN = 56 K时呈现出反铁磁自旋有序.此外,一个适度大的质量增强被发现的巡回电子,这表明一个显着的贡献,从近本地化的镍3d状态的银5s状态,形成一个宽带。
2005-12-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital degeneracy and Mott transition in Mo pyrochlore oxides
我们提出了一个有效的双带双交换模型上的烧绿石晶格理解复杂的相竞争钼烧绿石氧化物的理论结果。该模型包括三角场分裂下$e_g'$轨道的二重简并、轨道间库仑排斥、巡游$e_g'$电子与局域$a_{1g}$自旋之间的Hund规则耦合以及$a_{1g}$自旋之间的超交换反铁磁相互作用。通过蒙特卡罗模拟,在非限制型平均场水平上处理库仑排斥,得到了库仑排斥和超交换相互作用的低温相图。结果包括四个具有特征自旋和轨道顺序的主导相以及它们之间的金属-绝缘体转变。绝缘区域的特征在于沿局部$<111>$轴的$e_g'$轨道的“铁”型轨道排序,而与自旋排序无关。
2011-07-15 cond-mat.str-el
Violation and Revival of Kramers' Degeneracy in Open Quantum Systems
Kramers定理保证了具有半整数总自旋的时间反演对称费米子系统的能谱具有双重简并性。在这里,我们现在试图超越封闭系统,并讨论克拉默斯的退化开放系统的平衡。本文证明了相互作用费米子系统的Kramers简并度等价于不同自旋谱的简并度以及自旋间谱的消失。我们发现在时间反演对称的开放量子系统中Kramers简并的破坏与系统是否达到热平衡有关。当Kramers双态以时间反演的对称性保持方式与环境发生突然耦合后,会在短时间内发生能量分裂,然后经历一个恢复过程。我们在一个具体的相互作用费米子模型中验证了Kramers简并性的破坏和恢复,发现Kramers简并性在局域热化时间之后恢复。相比之下,对于时间反演对称性$\tilde{\cal T}$与$\tilde{\cal T}^2=1$,我们发现尽管不同自旋的谱简并度存在违反和恢复,但自旋间谱函数始终非零。我们还证明了在酉对称性保护下的谱函数的退化性总是保持不变。
2021-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Ground State and Excitations of Spin Chain with Orbital Degeneracy
本文用Bethe方法从SU(4)对称的观点研究了具有轨道简并的一维海森堡模型。根据Sutherland以前的工作等效模型,我们讨论的基态和低的激发更广泛地与自旋系统的轨道简并。我们明确地证明了基态是SU(4)单态。我们研究了元激发的简并性和由这些元激发组成的广义磁振子的谱。我们还讨论了复杂的2-字符串的背景下的Bethe anomaly解决方案。
1999-11-03 cond-mat.str-el hep-th nlin.SI
Topologically ordered zigzag nanoribbon: $e/2$ fractional edge charge, spin-charge separation, and ground state degeneracy
我们数值计算了具有显示$e/2$分数边缘电荷的中间带隙态的相互作用无序锯齿形石墨纳米带(ZGNR)的态密度(DOS)。计算的Hartree-Fock DOS是线性的临界无序强度的间隙消失。这意味着$I\propto V^2$的$I\mbox{-}V$曲线。因此,$I\mbox{-}V$曲线测量可以产生在相互作用的无序ZGNR中的分数电荷的证据。我们发现,即使是一个弱的无序势作为一个奇异的锯齿形边缘电子态的扰动,产生剧烈的变化,在能谱。自旋-电荷分离和分数电荷在边缘反铁磁性的重构中起着关键作用。我们的结果表明,相互作用无序ZGNR是一个拓扑有序的Mott-Anderson绝缘体。
2020-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Spin and anomalous Hall effects emerging from topological degeneracy in Dirac fermion system CuMnAs
正交相CuMnAs被认为是费米能级附近的反铁磁半金属结线和狄拉克点。利用第一性原理计算,结合磁结构和(自旋)Berry曲率的对称性分析,研究了正交晶系CuMnAs的拓扑能带与输运现象(自旋霍尔效应和反常霍尔效应)之间的关系.研究表明,在基态,CuMnAs中自旋轨道耦合带隙的节线主要产生大的自旋霍尔电导。虽然CuMnAs的基态磁对称性禁止了有限的反常霍尔效应,但外加磁场会产生显著的反常霍尔电导分量,并伴有磁对称性破缺。我们确定,占主导地位的贡献,异常霍尔组件来自进一步提升外部磁场下的带简并与分裂的节线附近的费米能自旋轨道耦合产生的布洛赫态。
2021-04-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.app-ph
Macroscopic Quantum Coherence of the Spin Triplet in the Spin-Ladder Compound Sr14Cu24O41
我们报告的非弹性中子散射实验的自旋三重态的磁激发的响应与梯子在复合铜酸盐Sr 14Cu24O41的直接观察。这在q_{Q1D} =π和能量Δ_1=32.5 meV处表现为一个峰,我们推测构成这个显著峰的所有三重态都具有相同的相位,因此将其解释为纠缠自旋对之间沿阶梯方向发生量子相干性的特征。从与以前的中子和x射线数据的比较中,我们得出结论,这种模式的温度演化是由空穴结晶成梯形子晶格中的电荷密度波驱动的
2014-04-10 cond-mat.str-el
Emergent magnetic degeneracy in iron pnictides due to the interplay between spin-orbit coupling and quantum fluctuations
铁磷属元素化物超导体的最新实验表明,当接近假定的磁量子临界点时,不同类型的磁序在相图的一个狭窄区域内共存。虽然这些磁组态共享相同的波矢,但它们打破了晶格的不同对称性。重要的是,最高的超导转变温度发生在接近这种近简并磁态的扩散。本文利用重整化群计算表明,这种行为是由于自旋轨道耦合对量子磁涨落的影响而自然产生的。形式上,增强的磁简并量子临界点附近表现为一个稳定的高斯不动点与大盆地的吸引力。我们的研究结果的意义的铁pnictides的超导电性进行了讨论。
2018-07-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological numbers of Happer model with "puzzling" degeneracy in periodic magnetic field
Happer模型是Rabi-Breit模型的变体,它描述了${}^{87}\text{Rb}$三重态二聚体分子的总核自旋和总电子自旋-1之间的相互作用。哈珀模型的一个有趣的物理结果是它令人困惑的简并性。本文研究了在周期性磁场作用下电子自旋的Happer模型的拓扑性质。具体地说,我们计算了系统的陈数,无论是对于非退化和退化的情况。我们发现,陈数是密切相关的系统的总角动量,而不是电子自旋。此外,还引入了微扰自旋轴相互作用项,以检测微扰对相应拓扑陈数的影响。最后,在动量空间中,我们从拓扑数的意义上比较了拓扑半金属和Happer模型。在这种模型中,出现了类似“静磁屏蔽”的现象。
2019-09-13 cond-mat.str-el quant-ph
Altermagnetic spin splitting and symmetry-enforced partial spin degeneracy in hexagonal MnTe
本文通过DFT计算与磁空间群对称性分析,揭示了六方MnTe中自旋劈裂与部分自旋简并的分布规律,并用对称性适配模型哈密顿量解释其行为,为交变磁体应用奠定基础。
2025-02-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Loss of altermagnetic order and smooth restoration of Kramers' spin degeneracy with increasing temperature in CrSb and MnTe
H.H. Wills Physics Laboratory, University of Bristol(布里斯托大学 H.H. 威尔斯物理实验室);Department of Physics, University of Warwick(华威大学物理系);Institute for Theoretical Physics, Johannes Keppler University Linz(林茨约翰内斯·开普勒大学理论物理研究所);Donostia International Physics Center(圣塞巴斯蒂安国际物理中心);Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik(马克斯·普朗克微结构物理研究所)
研究通过局部磁矩不规则性模型揭示CrSb和MnTe中反铁磁序随温度变化的特性,发现Kramers自旋简并度在局部磁矩热失序时被恢复,对自旋输运性质有重要影响。
2026-11-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.comp-ph
Orbital degeneracy, Hund's coupling, and band ferromagnetism: effective quantum parameter, suppression of quantum corrections, and enhanced stability
根据轨道简并度和Hund耦合,得到了带铁磁体的一个有效量子参数。类似于广义哈伯德模型的1/N和量子自旋系统的1/S,这个量子参数决定了对自旋刚度和自旋波能量的量子修正的强度。量子校正是通过将自能和顶点校正形式的相关效应纳入自旋旋转对称的方法中获得的,其中戈德斯通模式被显式地逐个顺序保留。结果表明,即使是一个相对较小的洪德耦合是相当有效的,在强烈抑制量子校正,特别是对于大N,导致强烈增强的铁磁态的稳定性。Hund耦合增强铁磁性的机制隐含地涉及晶格、维度、能带色散、光谱分布和能带填充效应的微妙相互作用。
2008-05-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Noncompact dynamical symmetry of a spin-orbit coupled oscillator
我们解释了有限以及无限简并在一个特定的系统的自旋-1/2费米子的自旋轨道耦合在三维空间的频谱。从广义Runge-Lenz向量出发,我们显式地构造了一个完备的对称算子集,它跨越一个非紧SO(3,2)代数。物理谱的简并性只涉及一个特殊的、无限的、所谓的单点表示。在轨道和自旋角动量对齐的分支中,出现了完整的表示,构成了朗道能级的3D模拟。反对齐的自旋导致有限的简并,由于单态表示的截断。最后,我们构造了问题的谱生成代数。
2014-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A macroscopic persistent current generation by merons in a spin density wave ordered state
我们证明了在自旋密度波序系统中出现了稳定的自发电流,系统中的自旋位形为旋数为+1的介子和涡旋。一个处于自旋密度波阶的重子将其周围本征函数的边界条件修改为变号边界条件。因此,出现了两种稳定的电流状态,一种是顺时针循环,另一种是逆时针循环。当存在磁场时,选择产生抗磁电流的电流。这些电流的集合会产生很大的抗磁性电流;如果重子密度足够大,就会实现完全抗磁性。这种反磁电流的稳定性归因于重子的拓扑性质,只要重子的分布保持不变,即使在宏观系统中,电流也会持续存在。
2005-06-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pairing instability driven by macroscopically degenerate collective modes in two-dimensional rotating fermion liquids near unitarity
费米子超流体可以经历相变,进入不同类型的正常状态,松散的特点是库珀对是否保持局部稳定。如果正常相保持强烈的对涨落,它的行为就像一个漩涡的液体,这已经在铜氧化物超导体中观察到。我们认为,类似的强关联正常状态存在于二维中性费米子液体附近的幺正性,超流被快速旋转破坏。这些状态具有非普适性质,如果它们发展为不同的热力学相,它们可以被表征为库珀对的量子霍尔态。形式分析是基于一个模型与SP(2N)的对称性,描述了量子临界区附近的一个广泛的费什巴赫共振。我们探讨了配对相图,并证明了所考虑的模型具有宏观退化玻色子模式的正常阶段,在1/N的所有订单。需要有限程的相互作用才能解除这种简并,使得超流体的Abrikosov通量晶格特别容易受到量子熔化的影响。
2008-10-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Disentangling topological degeneracy in the entanglement spectrum of one-dimensional symmetry protected topological phases
一维价键固体(VBS)状态代表最简单的对称性保护拓扑相。我们发现它们的基态纠缠谱包含拓扑和非拓扑结构。对于具有奇数自旋的$SO(3)$对称VBS态,二重拓扑简并与保护相应拓扑相位的潜在$Z_{2}\times Z_{2}$对称性相关联。一般来说,对于具有整数自旋$S$的$SO(2S+1)$对称VBS态,相应的保护对称性被识别为$(Z_{2}\times Z_{2})^{S}$对称性,从而产生$2^{S}$折叠拓扑简并性。拓扑简并和相关的保护对称性可以通过非局域幺正变换来识别,该变换将VBS态的拓扑顺序改变为常规的铁磁顺序。
2014-03-21 cond-mat.str-el quant-ph
Topology and geometry of spin origami
可果美反铁磁体在具有简单、各向同性的相互作用时,被认为是高度受抑和简并的。我们认为这些磁铁的整个类时,它们的相互作用是空间各向异性的。我们这样做,通过确定一类系统的退化基态可以映射到一个广义的“旋转折纸”二维机械片的折叠运动。一些这样的各向异性自旋系统,包括Cs2ZrCu3F12,映射到平面折纸片上,具有类似于各向同性系统的广泛简并性。其他材料,如Cs2CeCu3F12,可以映射到具有非零高斯曲率的片材上,从而产生更机械稳定的波纹表面。值得注意的是,即使是这样的扭曲也不总是提升整个简并度,而是允许一个大的但次广泛的零能量模式空间。我们发现,对于Cs2CeCu3F12,由于一个额外的点群对称性与结构,这些模式是“狄拉克”线节点的双重退化的拓扑不变量的保护。因此,力学类似物的存在有助于识别和解释自旋系统的稳健简并性。
2018-07-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.soft