Hidden-ordered Dirac fermions
Lehigh University（利哈伊大学）
提出一种洛伦兹对称狄拉克理论的厄米扩展，通过引入反交换质量算符，得到隐序狄拉克费米子，其线性色散关系在任意维度下成立，且费米速度被重整化。
2026-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Suppression of the tendency toward antiferromagnetic order in the Dirac semimetal SrIrO$_3$
ShanghaiTech University（上海科技大学）；Westlake University（西湖大学）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Zhengzhou University（郑州大学）；Henan Academy of Sciences（河南省科学院）
研究揭示SrIrO$_3$中电子关联与带拓扑结构的关联，发现其磁激发寿命长于Sn替代的有序化合物，表明带拓扑与电子关联的联系。
2026-04-02 cond-mat.str-el
Superconducting and charge-ordered phases from Dirac quantum spin liquids on the triangular lattice
Center for Computational Quantum Physics, Flatiron Institute（Flatiron研究所计算量子物理中心）；Department of Physics, Harvard University（哈佛大学物理系）；Max Planck Institute for Solid State Research（马克斯·普朗克固体研究所）
本文提出理论框架，结合数值研究，揭示三角晶格U(1)狄拉克量子自旋液体及其衍生态经chargon希格斯凝聚形成超导、电荷有序相等丰富相的机制，构建了对应低能理论与相图。
2026-08-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Crystalline axion electrodynamics in charge-ordered Dirac semimetals
本文研究电荷有序 Dirac 半金属绝缘态的量子化晶体响应，揭示向错电荷、极化与填充反常，并以 $R\wedge F$ 项构建晶体轴子电动力学理论。
2024-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Neutron scattering by Dirac multipoles
有序磁荷所产生的狄拉克多极是磁性和极性的检查。它以前已经揭示了在高Tc材料的赝能隙相通过使用克尔效应和磁中子布拉格衍射。由不成对电子的自旋和电偶极算符建立的中子磁散射极算符有几种形式。建设狄拉克四极出现的中心对称网站使用的铜离子在陶瓷超导体Hg 1201的说明，连同选择规则的激发，将功能在中子非弹性散射，和RIXS实验。大多数文献中的表达式和结果都不是陶瓷超导体所特有的，因此具有普遍的应用价值。为了说明这方面的工作，我们模拟中子衍射磁有序的铱酸盐（Sr2IrO4）。
2017-02-04 cond-mat.str-el
Quadratic Dirac fermions and the competition of ordered states in twisted bilayer graphene
本文提出魔角扭曲双层石墨烯中狄拉克费米子具有近似二次型色散，通过重正化群方法自然生成了定性相图，解释了向列态、绝缘态及超导态等多种有序态的竞争，统一了TBG相图的多个实验观察。
2023-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum spin-liquid emerging in two-dimensional correlated Dirac fermions
在足够低的温度下，凝聚态系统趋向于形成有序。一个例外是量子自旋液体，其中波动阻止了到最低温度的有序状态的转变。虽然这种状态可能在二维有机化合物中实现，但它们在实验相关的微观二维模型中仍然难以捉摸。在这里，我们通过大规模量子蒙特卡罗模拟蜂窝晶格上的相关费米子，在石墨烯中实现的结构，一个量子自旋液体之间出现的状态描述的无质量狄拉克费米子和反铁磁有序的莫特绝缘体。这种意想不到的量子无序状态被发现是一种短程共振价键液体，类似于高温超导体的建议。因此，通过掺杂实现非常规超导的可能性就出现了。我们预见它的实现与超冷原子或蜂窝晶格与第IV族元素。
2010-03-30 cond-mat.str-el
Insulating nature of strongly correlated massless Dirac fermions in an organic crystal
通过电阻率测量的有机晶体托管无质量狄拉克费米子与电荷有序不稳定性，我们揭示了狄拉克费米子之间的相互作用对电荷输运的影响。一个低温电阻率上升出现鲁棒无关的压力和增强，而接近电荷有序的临界压力，表明绝缘行为起源于短程库仑相互作用。在电荷有序相中观察到明显消失的能隙，这与非拓扑边缘态的理论预言相一致。
2016-02-23 cond-mat.str-el
Electronic Correlations Among the Dirac Electrons in $α$-(BEDT-TTF)$_2$I$_3$ Unveiled by High-Pressure Optical Spectroscopy
电荷有序绝缘体$α$ -（BEDT-TTF）$_2$ I $_3$在压力作用下逐渐演化为金属，在低温下电子带形成倾斜的Dirac-like锥。具有与频率无关的光学电导率的金属态表明系统中存在平凡和无质量的狄拉克电子。我们的红外研究还表明，在绝缘态和金属态之间的边界处，由于相关的大质量狄拉克费米子而打开了一个能隙，当压力增加时，该能隙会逐渐被抑制。
2018-03-02 cond-mat.str-el
Emergent symmetries and coexisting orders in Dirac fermion systems
研究了与具有$O(N_1)\oplus O(N_2)$对称性的两个相容序参量场耦合的二维狄拉克费米子的量子相图和临界行为。最近对这类系统的数值研究报告了两个有序态之间的非Landau-Ginzburg-Wilson跃迁和涌现的$O(N_1+N_2)$对称性的证据，这已经在（2+1）维Dirac材料的解限制量子临界性的场景中得到了解释。在这里，我们提供了两种理论方法来完善这些系统的相图。在有序相和半金属相之间的多临界点附近，我们采用了非微扰场理论分析的基础上的功能重整化群。对于特定的情况下，$N_1=3$，$N_2=1$，我们进行了大规模的量子Monte Carlo分析的强耦合区域，其中两个订单满足。我们的研究结果支持强大的出现增强对称性的多临界点，并建议通过一系列连续的过渡发生在两个有序的阶段之间的过渡。特别是，我们发现，共存的中间制度存在于相图中的所有值的$N_1$和$N_2$。
2019-11-04 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Critical properties of metallic and deconfined quantum phase transitions in Dirac systems
本研究通过大规模费米子量子蒙特卡洛模拟，表征双层蜂窝模型中金属性与退禁闭量子相变的临界性质，验证首个相变符合(2+1)维Gross-Neveu-SO(3)场论描述，支持第二个金属退禁闭临界点的洛伦兹对称性涌现与连续/弱一级相变特征。
2024-09-13 cond-mat.str-el hep-lat
Topological Insulators from Electronic Superstructures
在考虑自旋轨道耦合和电子关联的最小双轨道模型下，研究了通过自发形成电子超结构实现拓扑绝缘体的可能性.使用平均场近似，我们表明，该模型表现出几种不同类型的电荷有序绝缘体，其中的电荷practionation形成蜂窝或kagome超结构。我们发现，在强自旋轨道耦合的存在下，电荷有序绝缘体可以是拓扑绝缘体，表现出量子化的自旋霍尔电导。它们的带隙依赖于电子相关性以及自旋轨道耦合，甚至在过渡到平凡电荷有序绝缘体时随着无质量狄拉克色散而消失。我们的结果为利用自旋轨道耦合和电子关联的相互作用实现和控制量子物质的拓扑态提供了一条新的途径。
2016-06-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nontrivial Berry phase in magnetic BaMnSb2 semimetal
拓扑材料的主题在凝聚态物理中引起了极大的关注，因为它们拥有包含狄拉克、马约拉纳或外尔费米子的物质的新量子态。虽然马约拉纳费米子只能存在于拓扑超导体的表面，但狄拉克和外尔费米子可以在二维和三维材料中实现。后者是半金属，狄拉克/外尔锥要么不倾斜（I型），要么倾斜（II型）。虽然狄拉克费米子和外尔费米子都具有无质量的性质和非平凡的贝瑞相，但在3D半金属中形成外尔费米子需要时间反演或反转对称破缺来解除狄拉克点的简并。在这里，我们证明了实验，倾斜的反铁磁BaMnSb 2是一个三维Weyl半金属与二维电子结构。磁电阻的Shubnikov-de Hass振荡给出了几乎为零的有效质量，具有高迁移率和非平凡的Berry相。有序的磁性排列（铁磁有序的ab平面和反铁磁有序沿c轴低于286 K）打破了时间反演对称性，从而为我们提供了一个理想的平台，研究磁性外尔费米子在中心对称材料。
2017-05-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Charge order induced Dirac pockets in the nonsymmorphic crystal TaTe$_4$
本研究利用角分辨光电子能谱和第一性原理计算，证实了准一维非同态晶体TaTe$_4$中(2a$\ imes$2b$\ imes$3c)电荷序诱导的Dirac费米子及双重Dirac费米子相关能带，揭示了电荷序与非平庸能带拓扑的相互作用。
2024-03-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effects of electron-hole asymmetry near the Dirac point in graphene
近年来，人们对石墨烯进行了大量的研究。石墨烯一直被认为是半金属或零能隙半导体。在过去的一年中，人们对氮化硼上的石墨烯进行了新的实验，他们在电荷中性点（CNP）或狄拉克点（DP）处获得了绝缘行为和导电率的幂律（PhysRevLett.110.216601）。在这项工作中，我们将探讨电子空穴不对称性和无序的石墨烯。特别是，我们分析了有序相的不对称性，考虑在半填充和非零化学势的热掺杂。在此基础上，我们用自洽玻恩近似计算了杂质散射的自能量修正。此外，我们将分析电子-声子相互作用，使用变形势模型获得的温度依赖性的压缩性。最后，我们将推测电导率的温度依赖性。
2015-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological nematic phase in Dirac semi-metals
我们研究了三维Dirac半金属中的相互作用效应，发现两个相互竞争的序，电荷密度波序和电子序，可以诱导出Dirac点的间隙。施加磁场可进一步诱导朝向形成这些有序相的不稳定性。电荷密度波相类似于Weyl半金属的电荷密度波相，而Dirac半金属的电荷密度波相是唯一的。在由有序序参量形成的涡核中发现了无隙零模，表明了有序相的拓扑性质。可以使用扫描隧道显微镜在实验上观察到的α相。
2016-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Monopole Josephson Effects in a Dirac Spin Liquid
狄拉克自旋液体（DSLs）是一种无隙无特征的状态，但由于描述它们的有效场论--（2+1）维量子电动力学（QED $_3$）而引起人们的兴趣。此外，已知DSL是各种看似无关的有序态的“母态”，例如反铁磁体和价键固体，在某种意义上，人们可以通过凝聚出现的规范场的磁单极子来获得有序态。有效场论中的算子，如出现的电场，是否可以从外部感应和测量？在这项工作中，我们利用父状态图片争辩说，答案是肯定的。我们提出了一系列的“约瑟夫森效应”，当两个有序的状态被分离的父DSL的一个区域。特别是，我们表明，可以诱导一个交流约瑟夫森效应，这表现为一个交流新兴的电场在自旋液体，伴随着一个可测量的自旋电流。此外，我们表明，这种交流出射电场可以作为一个尖锐的拉曼散射可调峰测量。这一工作从理论上证明了自旋液体中的突现规范场可以由外界诱导、操纵和探测，为研究奇异自旋相提供了一个通用的平台。
2023-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-lat
Nematic Quantum Criticality in Dirac Systems
研究了两种不同Dirac费米子模型中的双量子相变。该模型具有双重和四重，分别，晶格旋转对称性，自发地打破了有序相。利用无负号量子蒙特卡罗模拟和$ε$ -展开重整化群分析，我们表明，这两种模型表现出连续的相变。与一般的Gross-Neveu动力学质量生成相反，量子临界状态的特征在于大的速度各向异性，接近固定点值非常缓慢。因此，实验和数值研究都不能代表红外固定点，而是以漂移指数为特征的交叉区。
2022-04-16 cond-mat.str-el
Compatible orders and fermion-induced emergent symmetry in Dirac systems
研究了（2+1）维Dirac系统中半金属相和两个有序相之间的量子多临界点，这两个有序相分别由反对易质量项$O(N_1)$和$O(N_2)$对称性表征.使用$ε$展开周围的上临界时空维4，我们证明了存在一个稳定的重整化群不动点，使两个有序相之间的直接和连续的过渡直接在多临界点。只要Clifford代数的相应表示存在，对于任意值的$N_1$和$N_2$以及费米子味数$N_f$，这一点的特征是突现的$O(N_1+N_2)$对称性.因此，手性$O(N)$固定点附近的小$O(N)$ -破坏扰动是无关的。这一结果可以追溯到临界状态下的无间隙狄拉克自由度的存在，它与纯玻色子$O(N)$不动点形成鲜明对比，后者仅在$N < 3$时才稳定。作为一个副产品，我们得到的手性$O(N)$普适类任意$N$和费米子味数$N_f$的临界行为的预测。对临界Weyl和Dirac系统在3+1维的影响也作了简要的讨论。
2018-01-30 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Massive symmetry breaking in LaAlO$_3$/SrTiO$_3$(111) quantum wells: a three-orbital, strongly correlated generalization of graphene
采用GGA+U方法计算了（111）取向的（LaAlO $_3$）$_M$ /（SrTiO $_3$）$_N$超晶格中的基态竞争，从自旋、轨道极化、Dirac点费米面到电荷有序的平带相.这些由（i）Hubbard U、（ii）SrTiO $_3$量子阱厚度和（iii）与面内应变相关的晶体场分裂的相互作用来操纵。在蜂窝晶格双层的情况下，N=2下的拉伸应变反转对称性破缺驱动系统从铁磁狄拉克点（无质量Weyl半金属）的电荷有序的多铁性（铁磁和铁电）平带大规模（绝缘）相。随着SrTiO $_3$量子阱厚度的增加，发生绝缘体到金属的转变。
2013-07-12 cond-mat.str-el
Phononic dynamical axion in magnetic Dirac insulators
本文理论上证明在破坏时间与空间反演对称性的磁性 Dirac 绝缘体中，普通晶格振动可形成声子轴子准粒子，其表现为磁场诱导的声子有效电荷，可通过光谱学探测，从而拓宽了轴子准粒子的可观测范围。
2024-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Half vortex and fractional electrical charge in two dimensions
尽管有费米子加倍，当一个大质量的有序相支持一个“半涡旋”时，一个二维准相对论自旋1/2系统仍然可以导致电荷的真正分馏。当以狄拉克质量形式表示的序参量用两个$U(1)$角描述，并且每个角绕一点以一个角$π$缠绕时，这种拓扑缺陷是可能的.我们证明，这样的质量配置在一个八维狄拉克哈密顿量只表现出一个单一的束缚零模式，因此绑定的电荷$e/2$。例如，在石墨烯中，这种有序相由易平面自旋三重态凯库勒价键固体提供。我们认为，一个平面内的磁场的应用程序可以导致激子不稳定性对这样的有序相，即使是弱排斥，当在现场，最近的邻居和第二邻居组件，它是相当的强度。
2016-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Broken-symmetry phases of interacting nested Weyl and Dirac loops
我们研究相互作用引起的对称性破缺相，可以出现在金属或半金属能带结构与两个嵌套的外尔或狄拉克环。有序相可以是电荷或（伪）自旋密度波类型，或来自环间配对的超导性。对于具有整体PT对称性的哈密顿量，根据动量空间中局部反射对称性的存在与否，给出了两类Weyl环的一般分析。由此产生的密度波相位总是具有较低的总能量，并且可以是金属的、绝缘的或半金属的（具有节环），这取决于环的反射对称性和将一个环映射到另一个环的对称变换。我们将这项研究扩展到嵌套的$\mathbb{Z}_2$节线，其中有序相也包括节点和节链半金属，并自旋狄拉克节线。只有当初始的双环系统是半金属的时，环间配对产生的超导性才能完全能隙。
2018-09-28 cond-mat.str-el
Edge States in Molecular Solid α-(BEDT-TTF)2I3: Effects of Electron Correlations
研究了具有电子-电子相互作用的分子材料α-（BEDT-TTF）_2I_3中Dirac电子的边缘态.在Hartree-Fock近似下对推广的哈伯德模型进行了分析，证明了电荷有序相只在零能隙态和电荷有序相的相边界附近存在无能隙边缘态.我们还发现了一种由长程库仑相互作用引起的特殊磁通相，其机制与拓扑莫特绝缘体相相同。
2013-07-18 cond-mat.str-el
Dynamical dimer structure factor of the triangular $S=1/2$ Heisenberg antiferromagnet
Technische Universität München（慕尼黑工业大学）；Université Libre de Bruxelles（布鲁塞尔自由大学）；Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）
研究三角晶格S=1/2反铁磁Heisenberg模型的动态二元结构因子，揭示不同自旋有序相及量子自旋液体态的特征，发现无能隙U(1)狄拉克QSL和手性QSL的特征。
2026-04-27 cond-mat.str-el
Chiral Spin Liquid and Quantum Criticality in Extended $S=1/2$ Heisenberg Models on the Triangular Lattice
我们研究了三角晶格上的$J_1$ - $J_2$海森堡模型，并在该模型中加入了一个标量手征项，证明了手征自旋液体在相图的相当大的区域内是稳定的。该拓扑相位于共面$120^\circ$ Néel有序相和非共面四面体有序相之间。进一步讨论了$J_1$ - $J_2$模型中自旋无序中间相的性质。我们比较了基态从精确对角化与狄拉克自旋液体波函数，并提出了一个方案，该波函数描述的量子临界点之间的$120^\circ$磁有序相和一个假定的$\mathbb{Z}_2$自旋液体。
2016-04-26 cond-mat.str-el
Probing quantum criticality using nonlinear Hall effect in a metallic Dirac system
在金属（掺杂）狄拉克系统中，相互作用驱动的对称性破缺可以在费米能级下的节点处自发产生能隙。在这个过渡过程中，线性电导率仍然有限，使得在线性传输中难以直接观察。我们提出了非线性霍尔效应作为这种转变时，反转对称性破缺的直接探针。具体来说，对于一个二维狄拉克材料与倾斜的低能量色散，我们首先预测的特征带间共振峰转化为非洛伦兹形式的碰撞制度。此外，我们还证明了反转对称破缺量子相变是由一条奇异的依赖于倾斜的临界点线控制的。当从有序侧接近这条线时，由于强耦合的非相干费米子和玻色子激发之间的散射，非线性霍尔电导率被抑制。我们的研究结果应该激励进一步研究强相互作用狄拉克材料的非线性响应。
2020-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Creating and controlling Dirac fermions, Weyl fermions, and nodal lines in the magnetic antiperovskite Eu$_3$PbO
磁性半金属的能带拓扑结构在基础科学和自旋电子学以及存储器领域都有着重要的应用价值。不幸的是，到目前为止，只有少数合适的具有磁序的拓扑半金属被发现。具有这些特性的一个这样的族是反钙钛矿，A $_3$ BO，3D狄拉克半金属族。A=Eu $^{2+}$化合物在磁场作用下具有多相磁性有序性。在这里，通过结合中子衍射和磁性测量的能带结构计算，我们建立了反钙钛矿型Eu $_3$ PbO作为一种新的拓扑磁性半金属。这种拓扑材料表现出许多不同的拓扑相，具有有序的Eu矩，可以很容易地通过外部磁场控制。Eu $_3$ PbO的拓扑相图包括一个反铁磁狄拉克相，以及铁磁和亚铁磁相的Weyl点和节线。对于每一个阶段，我们确定的散装带色散，表面状态，和拓扑不变量通过$\textit{ab-initio}$和紧束缚计算。我们发现这些拓扑相介绍了Eu $_3$ PbO作为一个新的平台，研究和操纵带拓扑结构，磁性和运输的相互作用。
2022-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Monopole hierarchy in transitions out of a Dirac spin liquid
量子自旋液体具有新颖的涌现激发，例如涌现规范场的单极子。在这里，我们研究的层次结构中出现的量子临界点（QCPs）之间的二维狄拉克自旋液体和各种有序相？这是由两个空间维度的量子电动力学的限制跃迁（QED 3 Gross-Neveu理论）描述的。在大N展开下，我们得到了自旋有序跃迁中磁单极子的标度维数，其中2N是Dirac费米子的个数，它是磁单极子总自旋的函数.具有最大自旋的单极子具有最小的标度维度，而具有消失磁自旋的单极子具有最大的标度维度，与纯QED 3相同。QCP对称群SU（2）× SU（N）的多重态中单极子的组织被显示为一般N。
2021-02-09 cond-mat.str-el hep-th
Pr$_2$Ir$_2$O$_7$: when Luttinger semimetal meets Melko-Hertog-Gingras spin ice state
我们研究的能带结构拓扑结构和工程从本地的时刻和巡游电子的背景下，烧绿石铱酸盐之间的相互作用。对于金属铱酸盐Pr $_2$ Ir $_2$ O $_7$，Ir $5d$传导电子通过$f$ - $d$交换与Pr $4f$局域磁矩相互作用。当Ir电子形成Luttinger半金属时，Pr矩可以通过改变Ir和O的含量而被调谐到具有有限有序波矢量的有序自旋冰中，被称为“Melko-Hertog-Gingras”状态。我们指出，有序自旋冰的Pr本地矩产生的内部磁场，重建的能带结构的Luttinger半金属。除了广泛存在的Weyl节点，我们预测，磁平移的“Melko-Hertog-Gingras”状态的Pr矩保护狄拉克带接触在一定的时间反转不变动量的Ir传导电子。我们提出了磁场来控制Pr的磁结构，从而间接影响Ir电子的拓扑结构和其他性质。我们的预测可以立即在有序Pr $_2$ Ir $_2$ O $_7$样品中得到检验。我们希望我们的工作能激发详细的检查的能带结构，磁输运，和其他属性的Pr $_2$ Ir $_2$ O $_7$。
2017-12-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anisotropic deconfined criticality in Dirac spin liquids
本研究分析U(1)狄拉克自旋液体到无能隙Z₂自旋液体的希格斯相变，通过1/N_f展开发现具有各向异性自旋子色散的稳定不动点，为J₁-J₂模型的相分离临界理论提供新见解。
2022-03-03 cond-mat.str-el hep-th
Fermionic criticality with enlarged fluctuations in Dirac semimetals
涨落驱动的连续量子临界性引起了人们对凝聚态物理的极大兴趣。证明了无隙费米子涨落可以改变临界态相变的性质。本文研究了蜂窝晶格材料中具有扩展伊辛$\times$伊辛涨落的费米量子临界性。利用微扰重整化群方法研究了半金属相和两个破坏Ising对称性的有序相之间的多临界性.我们首先确定量子涨落使相变连续的临界范围。我们发现，只有当四分量狄拉克费米子的味数为$N_f\geq1/4$时，伊辛临界性才是连续的。利用四维时空中的$ε$展开，我们研究了由电子不稳定性引起的Ising $\times$ Ising多临界性.我们分析了潜在的不动点结构，并计算了Ising $\times$ Ising Gross-Neveu-Yukawa普适类的临界指数。此外，还简要讨论了蜂窝晶格上费米子双线性在多临界点的相关标度行为。
2020-05-14 cond-mat.str-el
Entanglement signatures of emergent Dirac fermions: kagome spin liquid & quantum criticality
量子自旋液体（QSL）是具有分数激发的物质的奇异相。局域探针很难表征QSL，而量子纠缠由于其非局域性，可以作为一个强有力的诊断工具。kagome反铁磁海森堡模型是QSL研究最多和实验相关的模型之一，但其解决方案仍然存在争议。在这里，我们对这个模型进行了数值Aharonov-Bohm实验，揭示了纠缠熵的普遍特征。利用密度矩阵重整化群，我们揭示了涌现狄拉克自旋子的纠缠特征，即量子线的分格激发。该方案提供了定性的见解，可用于研究其他量子态的物质。作为一个具体的例子，我们还基准我们的方法之间的狄拉克半金属和电荷有序相的相互作用的量子临界点。
2018-01-30 cond-mat.str-el hep-th
Nonzero angular momentum density wave phases in SU($N$) fermions with singlet-bond and triplet-current interactions
该研究用无符号问题的投影行列式量子蒙特卡洛模拟半填充 SU(4) 费米子，揭示单重态键与三重态流相互作用诱导的 $p_x$、$d_{x^2-y^2}$ 密度波相、相变及谱特征。
2023-04-27 cond-mat.str-el
Formation of a simple cubic antiferromagnet through charge ordering in a double Dirac material
研究利用单晶衍射、热力学与中子测量及 DFT 计算，揭示 EuPd3S4 在 340 K 电荷有序后形成简单立方 G 型反铁磁体，并将 8 重双 Dirac 态转化为可在磁有序下保留的 4 重 Dirac 态。
2023-11-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Competing states in the $S=1/2$ triangular-lattice $J_1$-$J_2$ Heisenberg model: a dynamical density-matrix renormalization group study
Stanford Institute for Materials and Energy Sciences, SLAC National Accelerator Laboratory and Stanford University（斯坦福材料能源科学研究所、SLAC国家加速器实验室和斯坦福大学）；Department of Physics and Astronomy, University of California, Irvine（加州大学尔湾分校物理与天文学系）；Department of Physics, Stanford University（斯坦福大学物理系）
研究S=1/2三角晶格J1-J2 Heisenberg模型中竞争态，通过改进的动力学密度矩阵重整化群方法揭示两种不同变分态，发现狄拉克QSL和可能的弱磁有序非QSL或接近有序态的间隙QSL。
2026-07-30 cond-mat.str-el
Magnetic structures, spin-flop transition and coupling of Eu and Mn magnetism in the Dirac semimetal EuMnBi$_2$
在这里，我们报告了一个全面的研究的AFM结构的Eu和Mn磁性亚晶格，以及Eu和Mn磁性之间的相互作用，在这个化合物中，通过使用极化和非极化单晶中子衍射。磁化率，比热容测量和温度依赖性的磁衍射表明，原子力显微镜的有序化温度的Eu和Mn的时刻是在22和337 K，分别。Eu和Mn离子的磁矩都沿结晶学$c$轴取向，并且各自的磁传播矢量是$\textbf{k}_{Eu} = (0,0,1)$和$\textbf{k}_{Mn}=(0,0,0)$。在适当的中子吸收修正下，Eu和Mn离子的有序矩在3 K分别为7.7（1）$μ_B$和4.1（1）$μ_B$.此外，在临界磁场为BPDMATHABMQ $\sim$ 5.3 T时，证实了Eu磁矩在沿$c$轴的外加磁场中发生自旋翻转（SF）相变.的Eu磁矩方向的演变作为在SF相的施加磁场的函数也被确定。在SF相变和Eu磁矩的AFM顺序的开始时，分别观察到Mn的磁反射（$\pm1$，0，1）的场和温度依赖性的明确扭结。这明确地表明Eu和Mn磁性之间存在强耦合。在这类磁性拓扑半金属中，两个磁性子晶格之间的相互作用可以通过外加磁场改变磁性结构来调谐狄拉克费米子。
2020-09-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous Phase-Coherence Scaling in a Quantum-Critical Dirac Semimetal
Toho University（东邦大学）；Ehime University（爱媛大学）；Tokyo University of Science（东京科学大学）；RIKEN（理化学研究所）
研究压力下狄拉克半金属的弱反局域化行为，揭示量子相变中相位相干长度的温度缩放特性，发现临界压力附近出现非平凡非弹性散射。
2026-05-08 cond-mat.str-el
Fermion-induced quantum criticality with two length scales in Dirac systems
二维狄拉克半金属中到$\mathbb{Z}_3$有序凯库勒价键固体的量子相变由费米子诱导的量子临界点控制，这使得purone不连续跃迁连续。我们研究了由此产生的普遍的临界行为的功能RG的方法，这使得访问的标度行为的破缺侧的相变，一般尺寸和数量的狄拉克费米子。特别地，我们研究了时空维度$2<d<4$的费米子诱导量子临界点的出现。我们确定了从狄拉克半金属的积分RG流的破缺制度，并分析了潜在的不动点结构。我们表明，费米子诱导的临界导致两个不同的长度尺度的标度形式，由于离散的$\mathbb{Z}_3$对称性的破坏。这提供了除源于接近一阶跃变的源之外的缩放校正的另一源。
2018-02-01 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Coupling of magnetic order to planar Bi electrons in the anisotropic Dirac metals AMnBi2 (A = Sr, Ca)
我们报告了AMnBi 2（A = Sr和Ca）中磁序的粉末和单晶中子衍射测量，AMnBi 2是两种具有各向异性狄拉克费米子的层状锰磷属元素化合物，位于Bi方网上。这两种材料被发现在TN约300 K的k = 0的反铁磁结构，有序Mn矩在T = 10 K的约3.8 μ B沿c轴对齐。的磁性结构是尼尔型内的Mn-Bi层，但层间的顺序是不同的，是反铁磁性的SrMnBi 2和铁磁性的CaMnBi 2。这使得平均场耦合的磁顺序Bi电子在CaMnBi 2，但不是在SrMnBi 2。我们发现了磁序影响电输运的明确证据。第一性原理计算解释了实验观察结果，并认为两种化合物中不同层间有序的机制是由巡游Bi电子携带的反铁磁超交换和铁磁双交换之间的竞争。
2014-07-26 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
Pressure-dependent optical investigations of $α$-(BEDT-TTF)$_2$I$_3$: tuning charge order and narrow gap towards a Dirac semimetal
在80 ~ 8000 cm $^{-1}$的红外光谱范围内，对$α$ -（BEDT-TTF）$_2$ Ⅰ $_3$的红外光学性质进行了研究。在金属态，$T > 135$ ~K，我们观察到Drude贡献增加了50%，并且由于分子间轨道重叠的增加，中红外波段的压力高达11 kbar。在有序状态下，$T<T_{\rm CO}$，我们提取每个分子的电子电荷如何随温度和压力而变化：传输和光学研究表明，电荷顺序和金属-绝缘体转变相一致，并始终产生线性下降的转变温度$T_{\rm CO}$的$8-9$ ~K/kbar。随着压强的增加，电荷极化$Δρ$减小$0.017~e$ /kbar，带间光学带隙$Δ$减小-47 cm $^{-1}$ /kbar.在我们的高压和低温实验中，我们确实观察到了大量电荷载流子以及无质量狄拉克电子对低频光学电导率的贡献，但是，无法明确地解开它们。
2016-03-24 cond-mat.str-el
Quantum criticality in the metal-superconductor transition of interacting Dirac fermions on a triangular lattice
本文采用大尺度、基本无偏的量子蒙特卡罗模拟，研究了三角晶格上半满吸引哈伯德模型的二维Dirac电子在零温下的半金属-超导相变.在费米能级上，引入交变磁流$π$，在单粒子带中构造两个Dirac点.这种相变预计将描述量子临界的手性XY类的框架中的Gross-Neveu模型，其中，在有序相，$U(1)$对称性自发地打破和质量间隙中的激发光谱打开。我们计算了s波超导的序参量，并从单粒子格林函数的长距离行为估计了准粒子重量。这些计算使我们能够以可靠和准确的方式获得这种转变的临界指数。我们对临界指数的估计与对向Kekulé价键固体的转变所获得的那些非常一致，其中提出了涌现的$U(1)$对称性[Z.- X. Li等人，国家通信8，314（2017）]。
2018-07-19 cond-mat.str-el hep-lat
A symmetry-respecting topologically-ordered surface phase of 3d electron topological insulators
三维电子拓扑绝缘体（ETI）是一种受粒子数守恒和时间反演对称性保护的物质相。以前认为，ETI的表面必须是无间隙的，除非这些对称性之一被打破。一个著名的保序、无间隙的ETI表面终端支持奇数个狄拉克锥。在本文中，我们推导出一个尊重的，有间隙的表面终止的ETI，它携带一个内在的二维拓扑秩序，Moore-Read x anti-semion。摩尔-里德扇区支持非阿贝尔电荷1/4任意子，而阿贝尔反半子扇区是电中性的。时间反演对称性在这个表面阶段中以高度非平凡的方式实现。此外，这是不可能实现这一阶段严格在2d，同时保持其实现的粒子数和时间反演对称性。ETI表面上的拓扑有序相和拓扑平凡的时间反演破碎相之间的一维边（霍尔电导率σ_H = 1/2）携带右移中性Majorana模、右移玻色子电荷模和左移玻色子中性模。拓扑有序相通过XY* 普适类中的直接二级相变与表面超导体分离，当从拓扑有序侧接近时，该相变由电荷1/2玻色子的凝聚驱动，当从超导侧接近时，由通量4π涡旋的增殖驱动。此外，我们还证明了，如果电子在时间反演下转变为Kramers单线态，则不存在没有内在拓扑序和电磁响应θ角（θ= π）的时间反演不变（相互作用）电子绝缘体.
2013-06-14 cond-mat.str-el
Divergent resistance at the Dirac point in graphene: Evidence for a transition in a high magnetic field
我们研究了石墨烯在强磁场中的$n=0$朗道能级电阻行为。采用低功耗技术（与功率$P<$ 3 fW），我们发现，在低温$T$，在狄拉克点$R_0(H)$的电阻经历了1000倍的增加，从$\sim$ 10 k $Ω$到40 M $Ω$在一个狭窄的领域间隔。的增加表明，过渡到一个绝缘的，有序的状态发生在临界场$H_c$。从5个样品的结果表明，$H_c$系统地依赖于无序，如通过偏移栅电压$V_0$测量的。具有小$V_0$的样品显示较小的临界场$H_c$。从经验上讲，$R_0$的急剧增加准确地符合30年的Kosterlitz-Less型相关长度。在固定的$H$下，$R_0$与$T$的曲线接近热活化形式，其中间隙$Δ\sim$ 15 K为$H\to H_c^{-}$，与场致绝缘状态一致。
2009-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fluctuation-induced magnetization dynamics and criticality at the interface of a topological insulator with a magnetically ordered layer
本文研究了在拓扑绝缘体和磁性（铁磁或反铁磁）层之间的界面上具有强自旋轨道耦合的二维相互作用传导电子系统的理论。对于铁磁的情况下，我们推导出的朗道-Lifshitz方程，其特点是通过计算拓扑（陈-西蒙斯）的贡献，从真空极化的起伏诱导的电场的贡献成正比。我们还表明，费米量子涨落降低临界温度$\tilde T_c$在界面处相对于临界温度$T_c$的散装，因此，在间隔$\tilde T_c\leq T<T_c$是可能有共存的无隙狄拉克费米子在界面处的铁磁有序层。对于反铁磁层在拓扑绝缘体衬底上的情况，我们证明了二阶量子相变发生在界面处，并计算了相应的临界指数。特别是，我们表明，在界面处的电子获得一个异常的临界尺寸。Néel序参量的临界行为是各向异性的，并且具有纵向和横向涨落的大反常尺寸。
2012-12-04 cond-mat.str-el hep-th
Semi-metal-insulator transition on the surface of a topological insulator with in-plane magnetization
接近三维拓扑绝缘体表面的铁磁有序材料薄膜明显打破了表面态的时间反演对称性。对于表面上的面外铁磁序参量，由于狄拉克费米子变得有质量，宇称也被打破。这反过来又导致生成的拓扑陈-西蒙斯项的量子涨落。另一方面，对于面内磁化，表面态对于非相互作用的狄拉克费米子保持无隙。在这项工作中，我们研究的可能性自发打破的奇偶校验由于一个动态的间隙产生的表面上存在的本地，哈伯德，相互作用的强度$g$之间的狄拉克费米子。如果狄拉克费米子的个数$N$是奇数，则当$g$大于某个临界值g_c时，产生能隙和Chern-Simons项.对于偶数个狄拉克费米子，质量成对产生，符号相反，没有陈-西蒙斯项产生。我们讨论了我们的结果的背景下，最近的实验在EuS/Bi_2Se_3异质结。
2013-08-29 cond-mat.str-el hep-th
Twisted bilayer graphene at charge neutrality: competing orders of SU(4) Dirac fermions
该研究针对电荷中性的转角双层石墨烯，构建含Fierz完备四费米子相互作用的手征SU(4)低能狄拉克费米子模型，通过无偏重整化群分析相图，揭示小味数下平均场序的受限性及SU(4)破缺微扰的影响。
2023-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electron dynamics in topological insulator based semiconductor-metal interfaces (topological p-n interface based on Bi2Se3 class)
单狄拉克锥拓扑绝缘体（TI）是第一个通过实验发现的三维拓扑有序电子系统，其特征是在拓扑绝缘体和缺乏拓扑绝缘体有序性的正常物质之间的任何界面上都出现稳定的、无质量的自旋螺旋导电表面态。这种拓扑定义的表面环境在理论上已被确定为一个有前途的平台，用于观察各种新的物理现象，并具有理想的性能，先进的电子学，如自旋极化导电性和抑制散射。实现这些应用的关键步骤是理解拓扑有序的电子如何响应构成器件的界面和表面结构。在这里，我们探索这个问题，通过使用表面沉积的阴极（Cu/In/Fe）和阳极材料（NO $_2$）和控制体掺杂在Bi $_2$ Se $_3$从P型到N型电荷传输制度，以产生一系列的拓扑绝缘体接口的情况下，是设备开发的基础。传统的半导体结物理和三维拓扑电子秩序的相互作用被观察到产生新的结行为，超越了传统的半导体器件的掺杂绝缘体范例，并大大改变了已知的自旋轨道界面现象的Rashba分裂。我们的测量第一次揭示了新的类二极管的配置，可以创建一个间隙的界面电子密度附近的拓扑狄拉克点，并系统地修改拓扑表面状态狄拉克速度，允许深远的控制自旋纹理螺旋狄拉克电子内的接口和创建优势TI超导体作为一个马约拉纳费米子平台自旋轨道半导体。
2011-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Predicted photoinduced pair annihilation of emergent magnetic charges in the organic salt $α$-(BEDT-TTF)$_2$I$_3$ irradiated by linearly polarized light
长期的实验尝试，以找到磁单极子（即，在三维空间中具有孤立磁荷的基本粒子）尚未成功，尽管自1931年狄拉克提出以来进行了大量的努力。粒子物理学家已经预言了两个符号相反的磁荷可能发生碰撞和对湮灭。然而，如果这种湮灭存在，它的实验观测将是困难的，因为它的能量尺度被预测为非常高（$\sim$ 10 $^{16}$ GeV）。在目前的工作中，我们理论上预测使用Floquet理论，一对轻微的带隙的Dirac锥带在弱电荷有序的有机导体$α$ -（BEDT-TTF）$_2$ I $_3$，这表现为磁荷在动量空间中具有相反的符号，表现出对湮灭线偏振光照射下。这种光致对湮灭是伴随着一个非拓扑相变的Floquet正常绝缘体相的对比，众所周知的圆偏振光诱导的拓扑相变的Floquet陈省身绝缘体相。我们讨论了$α$ -（BEDT-TTF）$_2$ I $_3$具有能够实现合适的实验条件（即，非共振条件）和提供所需交错位置电势的电荷有序状态，从而提供了可用于观察预测的对湮灭现象的材料的罕见实例。并对实验观测的可行性进行了讨论。
2021-08-18 cond-mat.str-el
Emergent Gauge Flux in Mixed QED$_3$ with Flavor Chemical Potential: Implications for Magnetized U(1) Dirac Spin Liquids
The University of Hong Kong（香港大学）；HK Institute of Quantum Science & Technology（香港量子科学院）；State Key Laboratory of Optical Quantum Materials（光学量子材料国家重点实验室）；University of Cologne（科隆大学）；University of Utah（犹他大学）；Kavli Institute for Theoretical Physics（卡弗里理论物理研究所）；University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；French American Center for Theoretical Science（法美理论科学中心）；CNRS（法国国家科学研究中心）；KITP（卡弗里理论物理研究所）；Canadian Institute for Advanced Research（加拿大高级研究院）
本文设计了一个混合U(1)规范场与具有味化学势费米子的晶格模型，发现味化学势下出现 chiral flux 相，并研究其与反铁磁相的共存现象，为磁化狄拉克自旋液体提供预测。
2026-11-03 cond-mat.str-el hep-th
Non-Hermitian strongly interacting Dirac fermions: a quantum Monte-Carlo study
本研究通过无符号问题投影量子蒙特卡洛算法，研究非厄米不对称跳跃对蜂窝Hubbard模型的影响，发现其增强反铁磁序且临界行为符合XY普适类，暗示量子临界点厄米性涌现，方法可推广至其他非厄米模型。
2023-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Helical spin liquid in a triangular XXZ magnet from Chern-Simons theory
我们提出了三角晶格上二维自旋$1/2$ $J_1-J_2$ $XXZ$反铁磁体的有限温度相图。我们的分析，复合费米子表示的基础上，产生几个阶段。这包括一个零温度的螺旋自旋液体与$N=6$ { \it各向异性}狄拉克锥，并与非零矢量手征意味着打破$\mathbb{Z}_2$对称性。它终止于$T=0$的连续量子相变$120^\circ$有序状态周围$J_2/J_1\approx0.089$在XX极限，这些阶段共享一个双重简并，持续到有限的$T$以上的螺旋自旋液体。相比之下，在$J_2/J_1 \simeq 0.116$处，向条纹相的转变表现为一级。我们进一步讨论了实验和数值结果的螺旋顺序和各向异性性质的狄拉克色散。
2020-07-22 cond-mat.str-el
Topological phase transitions driven by gauge fields in an exactly solvable model
我们证明了Kitaev的蜂窝晶格模型中存在一个新的拓扑有序相。这个新相的出现是由于涡旋晶格的存在，它支持手征阿贝尔任意子。我们的特点是通过其低能量的行为，描述了一个独特的狄拉克费米子的数量相。我们确定了两个物理上不同类型的拓扑相变，并获得分析扩展相空间的临界行为。费米面的演变与过渡被证明是由于狄拉克费米子耦合到手征规范场。最后，我们描述了如何新的阶段可以理解的任意子涡之间的相互作用。
2010-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
