Spin-1/2 Heisenberg antiferromanget on kagome: a $Z_2$ spin liquid with fermionic spinons
受最近对kagome上自旋为1/2的海森堡反铁磁体的数值和实验研究的启发，我们建立了一个费米子自旋子的多体模型[Phys. Rev. Lett. 103，187203（2009）]。在S=0通道中，自旋子与突现的U（1）规范场相互作用，并受到强烈的短程吸引。该模型的基态一般为$Z_2$液体。我们计算的边缘的两个自旋连续和比较的理论从费米子方法的海森堡模型。
2013-01-15 cond-mat.str-el
Absence of the $T^{2/3}$ specific heat anomaly in a $U(1)$ spin liquid with a large spinon Fermi surface: confinement of slave particles and non-locality of spinons
基于从粒子结构的有效规范理论被广泛用于描述强关联电子系统中的量子数分形。然而，即使撇开对从粒子约束问题的激烈争论，理论和实验之间仍然存在着重大的冲突。特别地，$T^{2/3}$比热异常被预测为具有大自旋费米表面的$U(1)$自旋液体中的低位规范波动的关键特征，然而从未观察到。在这里，我们表明，这样的异常实际上是一个伪像的高斯近似，是不存在的时候，严格执行从粒子上没有双重占用约束。我们还表明，从粒子表示的基础上的投影建设提供了一个统一的理解自旋分馏的机制和非局域性的物理自旋在一维和二维自旋液体。
2017-07-01 cond-mat.str-el
Deconfined Quantum Criticality at the Quantum Phase Transition from Antiferromagnetism to Algebraic Spin Liquid
研究了从反铁磁性（$AF$）到代数自旋液体（$ASL$）的量子相变. { \it我们提出在$ASL$中自旋为1/2的费米子自旋在$AF$和$ASL$之间的量子临界点（$QCP$）处分裂为自旋为1/2的玻色子自旋和无自旋费米子}。玻色子的凝聚导致$AF$，其中凝聚的玻色子与无自旋的费米子限制在一起，形成费米子自旋。这些费米子自旋子也被限制在$AF$中作为元激发的反铁磁振子。{ \it从$AF$接近$QCP$，自旋1的临界反铁磁涨落预计会分裂成自旋1/2的临界玻色子。然后，这些玻色子自旋与自旋为1/2的费米子自旋杂交，形成无自旋费米子。结果，费米子自旋衰变为玻色子自旋和无自旋费米子。但是，无自旋费米子被限制，因此，只有玻色子自旋出现在$QCP$上。这与最近对{ \it解除量子临界性} \cite{Laughlin_deconfinement,Senthil_deconfinement,Kim1,Ichinose_de confinement}的研究相吻合。当玻色子自旋带隙时，实现了$ASL$。玻色子自旋子与无自旋的费米子被限制在一起，形成费米子自旋子。这些费米子自旋被去精细化来描述$ASL$。
2005-07-21 cond-mat.str-el
Spinons and damped phonons in spin-1/2 quantum-liquid Ba$_{4}$Ir${}_3$O${}_{10}$ observed by Raman scattering
在自旋为1/2的莫特绝缘体中，当系统没有表现出磁性有序时，通常会出现非磁性量子液相，但识别这些相或相关自旋准粒子的正签名可能是难以捉摸的。本文利用Raman散射研究了自旋轨道量子液体材料Ba ${}_4$ Ir ${}_3$ O ${}_{10}$中自旋子的三个特征：（1）在Raman散射中，当Luttinger液体自旋子的光子极化方向平行于一维链时，会产生一个宽峰;以及（3）当2%的Ba被Sr取代时产生的磁有序相（（Ba ${}_{0.98}$ Sr ${}_{0.02}$）${}_4$ Ir ${}_3$ O ${}_{10}$）中不存在（1）和（2）。在这种量子液体绝缘体中看到的通过巡回自旋的声子阻尼表明了一种新的机制，通过中性量子液体来增强强相关导体中的热电性，而不需要影响电子输运。
2021-10-29 cond-mat.str-el
Raman Scattering Polarization and Single Spinon Identification in Two-Dimensional Kitaev Quantum Spin Liquids
Kitaev蜂窝模型中Loudon-Fleury非弹性可见光散射的完全去极化是众所周知的。虽然它也发生在Heisenberg Kagome和三角形反铁磁体中，但我们证明它是几何起源的，而不是量子自旋液体所特有的。正方形平面几何中的Kitaev自旋液体确实表现出包含不同对称物种的偏振拉曼光谱，每个对称物种都是由与自旋相容的自旋子双生激发引起的，即由中介自旋子所属规范$\bm{k}$点对称群的双值不可约表示构成的与自旋相容的直积表示引起的。我们结合标准的点对称群分析的拉曼顶点在真实的空间和一个精心制作的投影对称群分析的拉曼散射介导的倒易空间中的马约拉纳自旋单独识别紧急自旋。
2020-05-12 cond-mat.str-el
Topological spinon bands and vison excitations in spin-orbit coupled quantum spin liquids
自旋液体是奇异的量子态，其特征在于存在分数和非限定的准粒子激发，称为自旋子和介子。它们的分数性质建立了拓扑性质，如受保护的基态简并。本文研究自旋-轨道耦合自旋液体，其中拓扑结构通过自旋子的非平凡能带结构进入。当自旋旋转对称性被最大限度地提升时，我们重新审视了最近在正方形晶格上的投影群分析中识别的$Z_2$自旋液相[Phys. Rev. B 90，174417（2014）]。我们发现，在只有最近邻耦合的情况下，正方晶格上的$Z_2$自旋液体总是表现出平凡的自旋带。加入第二近邻项后，最简单的射影群解非常类似于拓扑绝缘体的Bernevig-Hughes-Zhang模型。假设突现规范场是静态的，我们研究了视子激发，我们证实了在所有研究的自旋相位是去限制的。特别地，如果自旋带是拓扑的，自旋子和介子形成由多个自旋-马约拉纳零模耦合到一个介子组成的束缚态。这种零模的存在遵循这些自旋相位和具有涡旋的拓扑$p+ip$超导体之间的精确映射。我们提出了实验探针来检测这种状态在真实的材料。
2017-07-23 cond-mat.str-el
Imaging spinon density modulations in a 2D quantum spin liquid
在一定条件下，二维三角晶格反铁磁体呈现量子自旋液体基态，其低能行为由自旋费米面描述。然而，直接成像所产生的自旋子是困难的，因为它们的分数，不带电的性质。在这里，我们使用扫描隧道光谱成像自旋费米表面不稳定性所产生的自旋密度调制的单层1 T-TaSe $_2$，一个二维的莫特绝缘体。我们首先证明了存在的局部自旋排列在一个三角形晶格的单层1 T-TaSe $_2$通过接触它的金属1H-TaSe $_2$层和测量的近藤效应。随后的光谱成像孤立的，单层1 T-TaSe $_2$揭示了长波长调制哈伯德带的能量，反映自旋密度调制。这使得直接实验测量的自旋费米波矢量，在良好的协议与理论预测的二维量子自旋液体。这些结果建立了单层1 T-TaSe $_2$作为一个新的平台，研究新的二维量子自旋液体现象。
2020-09-15 cond-mat.str-el
Collective spinon spin wave in a magnetized U(1) spin liquid
研究了在小塞曼场作用下二维U（1）自旋费米表面自旋液体的横向动态自旋极化率。我们表明，无论是短程相互作用，目前在一个通用的费米液体，以及规范波动，U（1）自旋液体的特性，定性地改变了结果的基础上经常假设的非相互作用的自旋近似。短程相互作用导致了一种新的集体模式：一种“自旋波”，它以小的动量从两个自旋连续体中分裂出来，并向下分散。规范涨落使磁化率重整化，在自旋连续统之外的区域提供非零的幂律权重，并使自旋波具有有限的寿命，其与动量平方成比例。我们还研究了Dzyaloshinskiii-Moriya各向异性对零动量磁化率的影响，这是在电子自旋共振（ESR）中测量的，并获得了在低温下随磁场$B^{2/3}$的变化而变化的与温度成线性关系的共振线宽。我们的研究结果形成的理论的基础上的非弹性中子散射，ESR，和共振非弹性X射线散射（RIXS）研究这种量子自旋液体状态。
2020-01-07 cond-mat.str-el
Na4Ir3O8 as a 3D spin liquid with fermionic spinons
研究了超原子格点上自旋为1/2的反铁磁海森堡模型的自旋液态。我们根据对称性对通量态进行了分类和研究。将此模型应用于Na_4 Ir_3 O_8，我们提出高温态可以用自旋费米面来描述，它在20 K以下形成一个线节点对态.根据晶格对称性破坏反转，讨论了可能的自旋单重态和自旋三重态混合配对态。
2008-11-05 cond-mat.str-el
Characterization of quantum spin liquids and their spinon band structures via functional renormalization
将赝费米子泛函重整化群（PFFRG）方法与自洽Fock平均场方法相结合，计算了自旋为1/2的量子自旋液体中自旋子激发的低能有效理论.利用PFFRG的有效自旋相互作用作为Fock方程的输入，并考虑到投影对称群（PSG）方法分类的最一般类型的自由自旋子ansätze，我们能够系统地确定自旋液体候选系统的自旋能带结构，超越平均场论。我们将这种方法应用于正方晶格上的反铁磁$J_1$ - $J_2$海森堡模型和kagome晶格上的反铁磁最近邻海森堡模型。对于$J_1$ - $J_2$模型，我们发现在最大阻挫区，含Dirac自旋的SU（2）$π$通量态产生最大的平均场振幅.对于kagome模型，我们确定了一个无带隙的$\mathbb{Z}_2$自旋液体与一个小的圆形自旋费米表面和近似的狄拉克锥在低，但有限的能量。
2018-06-13 cond-mat.str-el
Brownian scattering of a spinon in a Luttinger liquid
我们考虑强相互作用的一维电子液体的基本激发进行自旋或电荷。在低温度下，在能带底部产生的自旋子散射低能自旋和电荷激发，并遵循布朗粒子在动量空间中的扩散运动。我们计算的迁移率表征这些过程，并表明，所得到的自旋子的扩散系数在低温下的参数增强相比，在无自旋的Luttinger液体中的移动杂质。我们简要地讨论，这暗示在强相互作用的一维电子的平衡过程中的自旋的相关性，并评论在干净的单通道量子线的运输的影响。
2014-12-20 cond-mat.str-el
Spinons in a Crossed-Chains Model of a 2D Spin Liquid
利用随机相位近似，我们证明了自旋为1/2的海森堡自旋的交叉链模型，在链间耦合受抑的情况下，具有非二聚的二维自旋液体基态，其基元激发为退禁闭的自旋子.玻色化研究证实了这一结果，表明该系统是一个例子的“滑动Luttinger液体”。在外场中，系统发展出具有有限转变温度的无公度场诱导长程序。
2002-02-21 cond-mat.str-el
Impurity-induced resonant spinon zero modes in Dirac quantum spin-liquids
量子自旋液体是物质的强关联相，表现出高度纠缠的基态。由于它们的非常规性质，找到这些状态的实验特征已被证明是一个巨大的挑战。在这里，我们表明，本地杂质的影响可以提供强有力的签名的狄拉克量子自旋液体状态。聚焦于在NaYbO $_2$中实现的无隙狄拉克量子自旋液体态，我们表明，耦合到量子自旋液体态的单个磁性杂质在零频率处产生共振自旋子峰，共存于原始狄拉克自旋子。我们探讨了这种零偏共振的空间依赖性，并展示了不同的零模式来自几个杂质的干扰。最后，我们解决了如何自旋零模式共振可以实验探测与非弹性光谱和电驱动顺磁共振与扫描隧道显微镜。我们的研究结果提出了杂质工程作为一种手段，识别狄拉克量子自旋液体与扫描探针技术，突出了显着的影响，磁性杂质在宏观纠缠多体基态。
2020-09-22 cond-mat.str-el
Magnetic impurity in a $U(1)$-Spin Liquid with a Spinon Fermi-Surface
本文研究了二维$U(1)$自旋液体中的磁性杂质问题，其中自旋子在费米面附近具有无隙激发，并与出射的无隙规范场耦合。使用一个大的N展开，我们分析了强耦合行为，并获得近藤温度被发现是相同的费米液体。在此近似下，我们还研究了杂质的比热和磁化率。这些量与费米液体的量没有偏差，这与磁性杂质只对费米态的局域密度敏感的观点一致。
2010-12-14 cond-mat.str-el
Spinon Phonon Interaction and Ultrasonic Attenuation in Quantum Spin Liquids
在过去的几年里，已经发现了几种量子自旋液体的实验候选者，它们似乎支持称为自旋子的无隙费米$S = {1\over 2}$激发。自旋子可以形成耦合到$U(1)$规范场的费米海，并且可以经历配对不稳定性。我们发现，尽管是电荷中性的，自旋子耦合到声子的方式完全相同的电子在长波长的限制。因此，我们可以用声衰减来测量自旋子的质量和寿命。此外，由于规范场的迈斯纳效应除了由于能隙的打开而导致的衰减减小之外，还导致在$T_c$处的衰减的“快速下降”，因此横向超声衰减是配对开始的直接探针。这种现象在干净的超导体中是众所周知的，它可能揭示了U（1）规范场的存在。
2010-11-24 cond-mat.str-el
Optical conductivity and surface plasmon modes of U(1) spin liquid states with large spinon Fermi surfaces
本文基于由Ioffe-Larkin组成定则得到的体电导率的简单公式，研究了具有大自旋费米面的$U(1)$自旋液体的光学性质.我们表明，$U(1)$自旋液体的光学电导率在电荷间隙以上的能量有一个独特的功能，区别于普通的绝缘体。特别是，我们表明存在一个长寿命的表面等离子体模式沿线性介质和自旋液体之间的界面传播的频率以上的电荷间隙，这可以被广泛使用的Kretschmann-Raether三层配置检测。
2014-10-23 cond-mat.str-el
Possibility of S=1 spin liquids with fermionic spinons on triangular lattices
本文将$S=1/2$自旋的费米子表象推广到任意自旋。在平均场论下，我们得到了三角晶格上$S=1$反铁磁体的几种自旋液体态，包括无隙f波自旋液体和拓扑非平凡的$p_x+ip_y$自旋液体.在考虑了不同的竞争次序后，我们构造了$J_1$ - $J_3$ - $K$模型的相图.讨论了它在新近发现的材料$\mathrm{NiGa_2S_4}$中的应用。
2010-06-10 cond-mat.str-el
Existence of Fermion Zero Modes and Deconfinement of Spinons in Quantum Antiferromagnetism resulting from Algebraic Spin Liquid
研究了代数自旋液体通过自发手征对称性破缺产生的量子反铁磁性。我们认为，在反铁磁体中，有质量的狄拉克自旋子在非弹性中子散射中可以出现宽的高能连续谱。自旋子解除禁闭的机制是由于在单重势中存在费米子零模。Neel矢量可以在紧致U（1）规范场的磁链周围形成Skyrmion组态。值得注意的是，在狄拉克-斯基尔米子复合势中，狄拉克费米子有一个零模。费米子零模的出现禁止了单极子的凝聚，导致了量子反铁磁体中狄拉克自旋子的解除禁闭。
2005-07-04 cond-mat.str-el
Nonlinear optical conductivity of $U(1)$ spin liquids with large spinon Fermi surfaces
本文在有效$U(1)$规范理论的框架下，研究了含时交流电场$\mathbf{E}(t)$扰动下具有大自旋费米面的$U(1)$自旋液体的非线性电流响应.特别是，三阶非线性电流响应的交流电场的推导。我们发现，在线性电流响应的情况下，在间隙幂律（$\simω^η$）响应被发现在低频的非线性电流。非线性极化率还可以通过三次谐波产生过程在自旋液体内感应传播频率为$3ω$的EM波。
2015-03-19 cond-mat.str-el
Phenomenological approach to hyperkagome spin liquid: gauge fields and spinons without slave particles
对hyperkagome铱酸盐Na $_4$ Ir $_3$ O $_8$的大量实验表明，在低温下存在无隙量子自旋液体状态。避开通常用于理论分析的受抑磁体的从粒子的方法，我们提供了一个更直观的，虽然更多的现象，一个量子自旋液体的hyperkagome海森堡模型的建设状态。在Husimi仙人掌模型的基础上，提出了一个有效的超kagome格上的单体-二聚体模型。利用单-二聚体模型的箭头表示，我们得到了超八边形晶格上有限密度费米自旋的紧致$U(1)$规范理论。由此产生的理论和它的平均场处理导致显着的协议与以前的从粒子建设的量子自旋液体状态的hyperkagome晶格。我们的研究结果提供了新的见解的自旋费米表面的出现和有用的预测，为未来的实验的理论理解。
2016-08-09 cond-mat.str-el
Signatures for spinons in the quantum spin liquid candidate Ca$_{10}$Cr$_7$O$_{28}$
我们提出了新的实验低温热容和详细的动态自旋结构因子数据的量子自旋液体候选材料Ca $_{10}$ Cr $_7$ O $_{28}$。测得的热容量在$0.1$ K $\lesssim T\lesssim0.5$ K范围内显示出几乎完美的线性温度依赖性，这让人想起费米子自旋自由度。自旋结构因子表现出两个能量区的强信号，显示相当不同的，但仅仅是漫散射功能。我们从理论上描述了这些发现的一个有效的自旋跳跃模型，这至关重要的依赖于强铁磁耦合的三角形系统中的存在。我们的自旋理论自然地再现测量自旋结构因子的整体重量分布。特别是，我们认为，各种不同的观察到的自旋结构因子和热容的特征属性一致表明存在的自旋费米面。对最低可达温度下的热容进行更仔细的分析，暗示存在弱$f$波自旋配对项，导致费米表面上存在一个小的部分能隙（除了离散的狄拉克节点），并提出了Ca $_{10}$ Cr $_7$ O $_{28}$的整体$\mathbb{Z}_2$量子自旋液体方案。
2019-05-16 cond-mat.str-el
Field induced quantum spin liquid with spinon Fermi surfaces in the Kitaev model
最近在$α$ $_3$中发现了场诱导量子自旋液体（QSL）的实验证据，这需要对磁场作用下蜂窝Kitaev模型基态的理解.在这项工作中，我们解决了一个神秘的无隙顺磁相的反铁磁Kitave模型的性质，在一个中间磁场垂直于平面。结合理论和数值计算的努力，我们确定这个无隙相作为一个$U(1)$ QSL与自旋费米表面。我们还揭示了连续的量子相变的性质，涉及这个$U(1)$ QSL，并获得了作为键各向异性和垂直磁场的函数的Kitaev模型的相图。
2018-10-02 cond-mat.str-el
How to measure a spinon Fermi surface
我们提出了一个实验来确定自旋费米面的潜在存在，通过寻找两个铁磁体之间的振荡耦合通过自旋液体间隔。对三种候选自旋液体进行了研究，发现在所有情况下，都存在长周期振荡，其周期可以确定自旋子表面的费米波矢。
2009-01-21 cond-mat.str-el
Spin-liquid Mott quantum criticality in two dimensions: Destabilization of a spinon Fermi surface and emergence of one-dimensional spin dynamics
借助最近发展起来的费米面量子临界的维度正则化理论装置，我们研究了二维情况下从Landau费米液态到U（1）自旋费米液态的金属-绝缘体量子相变.不幸的是，我们不能在维正则化技术中从U（1）自旋液体态接近自旋液体Mott量子临界点。电荷涨落之间的自相互作用称为holon没有被屏蔽，这表明一个失控的重整化群流，解释为holon保持间隙。这使我们考虑另一个固定点，在那里自旋费米表面可以在莫特跃迁中不稳定。基于这一猜想，我们揭示了自旋液体Mott量子临界点的本质：由自旋子描述的自旋动力学发生一维降维。结果，自旋和电荷动力学的朗道阻尼消失在莫特量子临界点附近。当味数的holons是超过其临界值，一个相互作用的不动点似乎被确定为一个倒置的XY普适类，控制在维正则化技术。另一方面，波动驱动的第一阶金属-绝缘体转变的结果时，它是低于临界数。我们提出，自旋费米面的不稳定性和自旋液体Mott量子临界点附近的一维自旋动力学的出现可以通过具有$2 k_{F}$转移动量的自旋磁化率来检查，其中$k_{F}$是U（1）自旋液体状态中的费米动量：在U（1）规范涨落中，朗道阻尼的缺失导致零温下的发散行为，而在自旋费米面的存在下，朗道阻尼消失。
2017-05-14 cond-mat.str-el
Evidence for a spinon Fermi surface in the triangular S=1 quantum spin liquid Ba$_3$NiSb$_2$O$_9$
用中子非弹性散射方法研究了Ba $_3$ NiSb $_2$ O $_9$的6H-B相的低能磁激发.我们研究了两种粉末样品：在高压下合成的Ba $_3$ NiSb $_2$ O $_9$和Ba $_{2.5}$ Sr $_{0.5}$ NiSb $_2$ O $_9$，其中化学压力使6H-B结构稳定。所测得的激发光谱在特征波矢处显示出宽的无隙和非色散连续谱。我们的数据排除了大多数的理论方案，以前已经提出了这个阶段，我们发现，这是很好地描述了一个异国情调的量子自旋液体与三种口味的未配对的费米自旋，形成一个大的自旋费米表面。
2017-02-01 cond-mat.str-el
Chiral spin liquid with spinon Fermi surfaces in spin-$1/2$ triangular Heisenberg model
通过调节第一（$J_1$）、第二（$J_2$）和第三近邻（$J_3$）耦合，研究了自旋- $1/2$三角海森堡模型中竞争相互作用的相互作用.基于大尺度密度矩阵重整化群计算，我们确定了该体系的量子相图，并在中间体$J_2$和$J_3$区域发现了一个新的{ \it gapless}手性自旋液体（CSL）相.这种CSL态自发地打破了有限标量手征阶的时间反演对称性，并且它具有由消失的自旋三重态间隙和圆柱上有限的中心荷所暗示的无间隙激发。此外，中心荷随圆柱周长的增加而迅速增长，表明自旋费米面出现。为了理解数值结果，我们提出了一个部分子平均场自旋液体状态，$U(1)$交错通量状态，它通过在$U(1)$狄拉克自旋液体中的狄拉克自旋子上添加一个Chern绝缘体质量来打破手征边缘模式的时间反演对称性。该态也打破了晶格转动对称性，并具有两个由非零$J_2$和$J_3$驱动的自旋费米面，这自然解释了数值结果.据我们所知，这是第一个例子的无隙CSL状态共存的自旋费米表面和手征边缘状态，展示了丰富的家庭的新阶段出现的竞争相互作用在三角晶格磁体。
2019-10-02 cond-mat.str-el
Two-dimensional coherent spectrum of interacting spinons from matrix-product states
该研究用无限时间演化块抽取方法计算 Ising 梯模型的高阶非线性磁化率，通过二维相干谱中的自旋子回波峰揭示自旋子与极化自旋浴耦合的动力学特征。
2022-09-28 cond-mat.str-el
Field-Induced Instability of a Gapless Spin Liquid with a Spinon Fermi Surface
量子kagome反铁磁体Zn-brochantite，ZnCu $_3$（OH）$_6$ SO $_4$的基态，是仅有的几个已知的二维或三维自旋液体（SL）实现之一，已被描述为具有自旋费米表面的无隙SL。采用核磁共振在一个广泛的磁场范围下降到毫开尔文温度，我们表明，在施加的磁场这种神秘的状态本质上是不稳定的SL与一个完整的或部分的差距。一个类似的不稳定性的无隙费米表面SL以前遇到的有机三角晶格反铁磁体，这表明一个共同的不稳定机制，最有可能产生的自旋配对。这种不稳定性的一个显著特性是，一个无穷小的领域足以诱导它，理论上预测的一些其他类型的无间隙SL的。
2017-10-02 cond-mat.str-el
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
Role of doped holes in a U(1) spin liquid
在SU（2）从玻色子理论的背景下，我们证明了在单个瞬子势中，合子的凝聚可以导致节自旋子的零模。在零模存在下的瞬子贡献引起了特胡夫特有效相互作用，这里是自旋子的质量。我们发现，自旋子的质量是由存在的零模的瞬子的状态。质量对应于节自旋的反铁磁矩。考虑到瞬子的状态，我们讨论了欠掺杂铜氧化物中反铁磁性和$d-wave$超导电性共存的可能性。
2005-03-09 cond-mat.str-el
Probing spinon nodal structures in three-dimensional Kitaev spin liquids
我们认为共振非弹性X射线散射（RIXS）是研究三维Kitaev自旋液体中分形激发的有效方法。虽然非自旋守恒RIXS响应主要由规范通量激发和再现非弹性中子散射响应，自旋守恒（SC）RIXS响应拿起马约拉纳费米子激发，并检测它们是否在外尔点，节线，或费米面无间隙。作为对称性分解的特征，SC RIXS响应在$Γ$点周围受到抑制。在技术层面上，我们计算了精确的SC RIXS响应的Kitaev模型上的hyperhoneycomb，stripyhoneycomb，hyperhexagon，hyperoctagon晶格，认为我们的主要结果也适用于通用的3D Kitaev自旋液体超出这些完全可解的模型。
2017-05-16 cond-mat.str-el
The square-lattice quantum liquid of charge c fermions and spin-neutral two-spinon s1 fermions
本文研究了边长为$L$的正方形格子量子液体中电荷$c$费米子和自旋中性双自旋$s1$费米子在单电子和双电子子空间中的动量带、能量色散和速度。该模型包含了有效最近邻积分$t$和在位排斥$U$，并且可以在光晶格上的关联超冷费米子原子系统中实验实现，因此我们的结果对这类系统是有意义的.我们的调查利润从一般的旋转电子的描述，这是一致的模型全球$SO(3)\times SO(3)\times U(1)$对称性。对于单电子和双电子子空间中的模型，$c$和$s1$费米子的离散动量值是好的量子数，因此与原始的强关联电子问题相比，它们的相互作用是剩余的。我们的描述的使用，使一个涉及到的多电子问题到量子液体与费米液体的一些相似之处。
2010-03-25 cond-mat.str-el
Spin density wave, Fermi liquid, and fractionalized phases in a theory of antiferromagnetic metals using paramagnons and bosonic spinons
该研究通过将顺磁子分数化为玻色自旋子，构建规范理论描述赝隙金属，揭示小费米面、费米液体及自旋密度波相等，并追踪光电子谱的量子相变演化。
2023-11-18 cond-mat.str-el
Magnetic field induced intermediate quantum spin-liquid with a spinon Fermi surface
在$H||[111]$方向上施加磁场的Kitaev模型显示了两个转变：从非阿贝尔带隙量子自旋液体（QSL）到$H_{c1} \simeq 0.2K$处的无隙QSL，以及在更高场$H_{c2} \simeq 0.35K$处到带隙部分极化相的第二个转变，其中$K$是Kitaev交换相互作用的强度。利用密度矩阵重整化群（DMRG）方法确定了中间相为无带隙U（1）QSL，并计算了无带隙自旋的自旋结构函数$S({\bf k}) $和费米面$ε_F^S({\bf k})$.进一步计算静态自旋自旋相关性，磁化强度，自旋磁化率，和有限温度比热和熵，证实了不同的场相关相位的带隙和无隙的性质。在中间阶段，自旋-自旋关联随距离呈幂律衰减，表明为无带隙阶段。
2019-03-16 cond-mat.str-el
Tomonaga-Luttinger Liquid Behavior and Spinon Confinement in YbAlO$_3$
低维量子磁体是一个有趣的研究领域，因为在强量子涨落的作用下，低维量子磁体会出现集体行为。一维（1D）S = 1/2海森堡反铁磁体是一个典型的例子，其低能量激发，称为自旋子，携带分数自旋S = 1/2。这些分数模可以通过施加交错磁场来重新限制。尽管对这种磁体的理论理解已经取得了相当大的进展，但这种低维物理的实验实现相对较少。这对于稀土基磁体尤其如此，因为强自旋轨道耦合和晶体场分裂的组合引起的大的有效自旋各向异性。在这里，我们证明了稀土钙钛矿YbAlO $_3$提供了一个实现的量子自旋S = 1/2链材料，表现出量子临界Tomonaga-Luttinger液体行为和自旋约束-解除限制在不同区域的磁场-温度相图。
2019-02-11 cond-mat.str-el
Electronic Density of States of a $U\left(1\right)$ Quantum Spin Liquid with Spinon Fermi Surface. II. Zeeman Magnetic Field Effects
本文研究具有自旋子费米面的 $U(1)$ 量子自旋液体在塞曼磁场下的电子态密度，揭示规范束缚可使带边共振位移由同向转为反向，并提出自旋极化 STM 实验检验方案。
2023-06-02 cond-mat.str-el
Gapped spin-1/2 spinon excitations in a new kagome quantum spin liquid compound Cu$_3$Zn(OH)$_6$FBr
我们报道了一种新的可果美量子自旋液体候选物Cu $_3$ Zn（OH）$_6$ FBr，它在低于50 mK时不经历任何相变，比反铁磁居里-外斯温度（$\sim$ 200 K）低三个数量级以上.在由$^{19}$ F核磁共振测量得到的均匀自旋磁化率中，观察到低温下明显的能隙开口。我们观察到的特征磁场的依赖性的差距预期的分数自旋1/2自旋激发。我们的实验结果提供了强有力的证据，自旋分形在拓扑有序的自旋系统，类似于电荷的分数量子霍尔态的分数。
2017-06-23 cond-mat.str-el
Spinon Fractionalization from Dynamic Structure Factor of Spin-1/2 Heisenberg Antiferromagnet on the Kagome Lattice
利用密度矩阵重整化群方法研究了kagome格点上S = 1/2海森堡模型的动力学自旋结构因子。通过与相图中定义明确的磁有序态和手性自旋液体相比较，具有最近邻相互作用的KAFM表现出明显的动力学响应行为。首先，DSSF主要在动量空间Q = M点附近的低频区域显示出重要的谱强度，而在高频区域沿扩展布里渊区边界的动量显示出较宽的谱分布。其次，从动量和能量分辨的DSSF中识别出自旋子激发谱，与邻近的手征自旋液体相比，它表现出临界行为，其谱强度大大降低。通过加入弱的Dzyaloshinkiii-Moriya相互作用，DSSF表现出对边界条件的强烈敏感性，更符合无隙自旋液体。这些结果捕捉到了在非弹性中子散射测量中的主要观察结果，并表明了具有分数自旋子激发的基态的自旋液体性质。通过跟踪DSSF穿过CSL和磁有序相之间的量子相变，我们确定了驱动量子相变的自旋凝聚。
2018-04-10 cond-mat.str-el
Spin-triplet pairing instability of the spinon Fermi surface in a U(1) spin liquid
最近对有机化合物κ-（ET）_2Cu_2（CN）_3的实验研究为二维自旋液体态提供了一个有希望的例子。这一阶段由耦合到U（1）规范场的二维自旋费米海描述。本文研究了自旋费米面由于奇异相互作用过程引起的类Kohn-Luttinger配对不稳定性。我们发现，在某些情况下，配对不稳定性发生在奇轨道角动量/自旋三重态通道。实验的影响进行了讨论。
2007-07-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Extended Quantum Spin Liquid with Spinon-like Excitations in an Anisotropic Kitaev-Gamma Model
本文研究蜂窝晶格上各向异性Kitaev-Gamma模型，通过调节单键耦合连接一维Tomonaga-Luttinger液体与二维体系，发现有限链间耦合下仍存在一种不同于Kitaev自旋液体的量子自旋液体相，并具有类自旋子激发。
2022-12-21 cond-mat.str-el
Raman scattering signatures of spinons and triplons in frustrated antiferromagnets
本文通过计算耦合海森堡链的磁拉曼强度，证明一维物理产生的自旋子具有可区分的拉曼散射指纹，并与Ca$_3$ReO$_5$Cl$_2$的实验测量高度吻合，从而为区分平凡与拓扑自旋液体提供了判据。
2024-01-19 cond-mat.str-el
Pseudoscalar U(1) spin liquids in $α$-RuCl$_3$
最近的实验已经报道了由面内磁场驱动的$α$ $_3$的热导率的振荡，其使人联想到金属中的量子振荡。乍一看，这些观测结果与长期以来一直在寻找的自旋费米表面态的存在是一致的。然而，引人注目的是，实验还报告了霍尔热导率的消失与纵向热导率的振荡共存。这种热霍尔效应的不存在一定源于$α$ $_3$的晶体对称性。但是如果系统是一个传统的自旋费米表面态，这些对称性也必然会阻止作用在自旋上的磁场的出现，这与实验中量子振荡的存在完全矛盾。为了调和这些观察，我们引入了一类新的对称性丰富的“赝标量”U（1）自旋液体，其中某些晶体对称性作为自旋子上的粒子-空穴共轭。相关的赝标量自旋费米表面状态允许共存的紧急朗道量子化磁场，同时具有完全为零的霍尔热导率。我们通过构建Gutzwiller投影波函数并描述它们如何自然地表现为U（1）自旋液体，并在自旋的费米部分子表示中实现晶体对称性的独特投影对称群，从而发展了这些状态的一般理论。我们认为，在$α$ -RuCl $_3$中的场诱导量子无序态是从赝标自旋费米表面态下降的，该表面态的特征在于可能位于蜂窝布里渊区的$M$点周围的补偿自旋粒子和自旋空穴口袋。这些点通过一个波矢量连接起来，这个波矢量与锯齿形反铁磁态的出现有关。
2021-06-09 cond-mat.str-el
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
Signatures of spinon dynamics and phase structure of dipolar-octupolar quantum spin ices in two-dimensional coherent spectroscopy
本文通过二维相干光谱研究偶极-八极量子自旋冰，揭示分数化自旋子动力学的清晰特征，并利用低温尖锐信号区分零通量与π-通量相。
2025-01-20 cond-mat.str-el
Hydrodynamics of interacting spinons in the magnetized spin-$1/2$ chain with the uniform Dzyaloshinskii-Moriya interaction
利用流体动力学方法研究了具有均匀Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）相互作用的反铁磁自旋- $1/2$海森堡链在外加磁场作用下的动态自旋磁化率.我们发现，横向（相对于磁场）自旋磁化率窝藏两个（分别，三个）自旋激发模式时，磁场是平行的（分别，正交）DM轴。在所有情况下，自旋子之间的边缘无关的反向散射相互作用在$k = 0$处的激发的光学分支之间产生有限的能量分裂。此外，对于正交几何，两个较低的自旋分支表现出避免交叉在有限的动量，这是由总磁场（外部和内部分子场的总和）作用于自旋子。我们的近似分析计算比较以及使用矩阵产品状态（MPS）技术获得的数值结果。详细讨论了电子自旋共振实验结果的物理后果。
2022-06-02 cond-mat.str-el
Scaling Breakdown as a Signature of Spinon-Gauge Interaction in the Quantum Spin Liquid YbZn$_2$GaO$_5$
Washington University in St. Louis（华盛顿大学圣路易斯分校）；National High Magnetic Field Laboratory, Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室国家高磁场实验室）；Duke University（杜克大学）
研究通过高场磁化测量分析YbZn₂GaO₅的标度行为，发现低温下标度破裂与自旋子-规范相互作用相关，揭示磁化标度与量子临界涨落的关系。
2026-04-03 cond-mat.str-el
Detecting spin fractionalization in a spinon Fermi surface spin liquid
受最近提出的自旋费米表面自旋液体的几个候选材料，如YbMgGaO 4的启发，我们探索的实验结果的外部磁场上这种奇异的状态。具体来说，我们专注于弱场制度的自旋液体状态保存良好，自旋仍然是一个很好的描述的磁激发。从自旋1/2的自旋激发性质出发，我们预言了在弱磁场作用下自旋连续谱的独特性质。由于小的能量尺度的交换相互作用的局部时刻之间的自旋液体的候选人，如Yb MgGaO 4，我们的建议的光谱重量的位移和光谱交叉的磁场可以立即测试的非弹性中子散射实验。对自旋费米面和自旋激发的其他实验问题进行了讨论和建议。我们的工作为研究YbMgGaO_4、Ba_3NiSb_2O_9的~ 6 H-B相及其它相关材料中的分次自旋子激发和自旋液态提供了一个实验方案。
2017-08-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic Impurity as a Local Probe of the U(1) Quantum Spin Liquid with Spinon Fermi Surface
我们求解了磁性杂质与U（1）量子自旋液体的耦合问题，计算了杂质谱函数。利用从转子平均场方法结合规范场涨落，我们发现杂质谱函数中可以出现一个位于下哈伯德带顶部和一个位于上哈伯德带底部的峰。Hubbard带边的峰是由磁杂质自旋近藤屏蔽云内部的规范场涨落引起的自旋电荷束缚引起的。对于嵌入在莫特绝缘体中的磁性杂质，我们的研究结果表明，杂质态密度谱中Hubbard带边的一对峰的出现为莫特绝缘体是具有自旋费米面的U（1）量子自旋液体提供了强有力的证据.
2022-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological thermal Hall effect for topological excitations in spin liquid: Emergent Lorentz force on the spinons
本文研究了U（1）自旋液体中自旋子所受洛伦兹力的起源。我们的灵感来自于以前的观察规范场相关的成对自旋关联使用中子散射测量时的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用与晶格几何纠缠。我们将这一观察推广到作用在（中性）自旋子上的洛伦兹力。使自旋极化的外部磁场有效地为自旋子产生内部U（1）规范通量，并通过Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用扭曲自旋子运动。这种产生洛伦兹力的机制与在弱Mott绝缘区中由电荷涨落引起的U（1）规范内通量的感应机制有着根本的不同。我们将这种理解应用到可果美晶格上自旋金属的具体情况。我们提出的突现洛伦兹力的产生和由此产生的拓扑热霍尔效应的理论可以广泛应用于其他具有Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的非中心对称自旋液体。我们讨论了与可果美材料中的热霍尔输运的相关性。
2019-09-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fractionalized spin-wave continuum in spin liquid states on the kagome lattice
受最近在赫氏体中子散射实验中观察到的自旋波连续体（SWC）的启发，我们利用Gutzwiller投影波函数研究了可果美晶格上自旋液态的动态自旋结构因子$S(\mathbf{q},ω)$.自旋液体中自旋1激发态用Gutzwiller投影的双自旋子激发波函数表示。我们研究了三种不同的自旋液体候选者，自旋费米面自旋液体（FSL），狄拉克自旋液体（DSL）和随机通量自旋液体（RSL）。FSL和RSL在扩展磁布里渊区中的$K$点处的$S(\mathbf{q},ω)$中具有低能量峰，与在$M$点处发现低能量峰的实验相反。DSL测量与中子散射测量之间没有明显的矛盾。除了一个分数的自旋（即自旋-1/2），自旋子在DSL携带一个分数的晶体动量，这是潜在的可检测的SWC在中子散射测量。
2015-07-10 cond-mat.str-el
Free coherent spinons in quantum square ice
我们研究了棋盘格点上强各向异性自旋1/2XXZ模型所捕获的量子方冰中类抛物激发的量子动力学。我们得到了精确的结果，激发动力学在解析可解的有效模型和一个完全相互作用的量子方冰有限集群模型。我们发现，自由传播的自旋子的动力学响应的色散下界恢复的相互作用系统的动态结构因子，产生一个明显的指纹相干自旋色散。我们的结果提供了无偏的证据，形成相干准粒子在量子方冰的相关“真空”中自由传播。
2016-09-01 cond-mat.str-el
Tunable moire spinons in magnetically encapsulated twisted van der Waals quantum spin-liquids
量子自旋液体范德华磁体如TaS $_2$、TaSe $_2$和RuCl $_3$提供了一个天然的平台来探索与自旋物理学相关的新的奇异现象，其性质可以通过与铁磁绝缘体如CrBr $_3$的交换接近来控制。本文提出了一种基于量子自旋液体双层结构的扭曲范德华异质结构。我们证明了自旋平坦带和拓扑自旋态的出现在这样的异质结构，拓扑间隙的出现是由扭曲驱动。我们进一步表明，自旋能带结构可以通过交换邻近效应控制的铁磁铅。最后，我们展示了如何结合小磁场与隧道光谱，磁封装异质结构提供了一种表征的量子自旋液体状态的性质。我们的研究结果提出了扭曲的量子自旋液体双层膜作为潜在的平台奇异的莫尔旋子现象，展示了磁性范德华异质结构的多功能性。
2021-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Correlated spin liquids in the quantum kagome antiferromagnet at finite field: a renormalisation group analysis
利用非微扰零温重整化群（RG）方法分析了有限外磁场下kagome晶格上的反铁磁自旋- $1/2$ XXZ模型.在Kumar \emph{et al}（Phys. Rev. B { \bf 90}，174409（2014））的工作之后，我们使用Jordan-Wigner变换将自旋问题映射到存在统计规范场且具有最近邻相互作用的无自旋费米子（自旋子）中。虽然Kumar \emph{et al}的工作主要局限于XY区域中的$1/3$填充（每个位点的磁化强度）的平台，但我们分析了自旋间相互作用在塑造整个XXZ模型中该平台周围的相方面的作用。RG相图包含三个自旋液相，其位置被确定为交换各向异性和自旋散射引起的波动的能量尺度的函数。其中两种自旋液体是拓扑有序的物质状态，在环面上具有带隙的简并状态。其中一个相的带隙对应于哈密顿量XY部分的Azbel-Hofstadter谱的单自旋带隙，而另一个相的带隙则来自两自旋相互作用。这个问题的海森伯点被发现位于相互作用带隙的自旋液相中，这与最近的实验结果基本一致。第三个阶段是一个代数自旋液体与无隙的狄拉克光谱的自旋子激发，并拥有的属性，显示偏离费米液体范例。三相边界对应于临界理论，并在$SU(2)$对称的多临界点相遇。这个特殊的临界点与Kumar \emph{et al}预言的间隙闭合转变点相吻合。我们讨论了我们的研究结果的相关性，最近的各种实验，以及从其他…
2018-11-13 cond-mat.str-el
