Multiple Dirac Cones and Topological Magnetism in Honeycomb-Monolayer Transition Metal Trichalcogenides
单层石墨烯的发现开创了现代凝聚态物理的两个丰富领域:狄拉克半金属和原子级薄层材料。当这些趋势在具有自旋和轨道自由度以及强电子相关性的过渡金属化合物中再次相遇时,预计在物质拓扑态和莫特物理学的截面中会出现更多奇特的现象。在这里,我们表明,通过使用从头计算,单层形式的过渡金属trichalcogenides(TMTs),它具有蜂窝网络的过渡金属阳离子,可以表现出多个狄拉克锥与可调间隙的电子结构。此外,我们阐明了电子关联和载流子掺杂使多狄拉克半金属成为具有高陈数的拓扑铁磁体。我们的研究结果提出了蜂窝单层TMT的一个新的范式,探索相关的狄拉克电子和拓扑非平凡的磁性。反过来,这些材料独特的广泛特性将为原子级薄异质结构提供新的构建模块。
2018-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Superfluidity and magnetism in multicomponent ultracold fermions
研究了多组分超冷费米子气体中超流性与磁性的相互作用。Ward-Takahashi恒等式限制了描述配对和磁化的序参量的可能的平均场状态。全局相图的结构来自于这些状态之间的竞争,这些状态是化学势、密度或相互作用中各向异性的函数。它们表现出一阶和二阶相变以及多临界点、亚稳区和相分离。本文评述了超冷原子的实验特征。
2007-05-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity and Magnetism in a New Class of Heavy-Fermion Materials
我们报告了一个新的家庭的铈基重费米子化合物,其电子比热系数范围从约400至超过700 mJ/摩尔Ce-K2。该族中的晶体形式为CenTmIn 3 n +2 m,其中T=Rh或Ir,n=1或2,并且m=1,具有可以被视为沿c轴顺序堆叠的CeIn 3单元的n层,中间有TiN 2的m层。环境和高压研究表明,CeIn 3的准二维层产生非常规的超导和磁基态。这个家族应该能够重新理解重费米子材料中磁性和超导性之间的关系,以及为什么重费米子超导性更倾向于在一种结构类型而不是另一种结构类型中发展。
2000-12-14 cond-mat.str-el
Incommensurate magnetism mediated by Weyl fermions in NdAlSi
外尔半金属中出现的相对论准粒子是奇异电子性质的来源,如表面费米弧,反常霍尔效应和负磁阻,所有这些都在实际材料中观察到。虽然这些现象突出了外尔费米子对电子输运性质的影响,但对它们可能支持的集体现象知之甚少。在这里,我们报告一个新的外尔半金属,NdAlSi,提供了一个例子。利用中子衍射,我们报告了一个长波长的磁性顺序NdAlSi的周期性是链接到两个拓扑非平凡的费米口袋之间的嵌套矢量,我们用密度泛函理论和量子振荡测量表征。我们的工作提供了一个罕见的例子外尔费米子驱动集体磁性。
2020-12-23 cond-mat.str-el
Magnetism, Superconductivity and Quantum Criticality in the Multi-Site Cerium Heavy Fermion Compound Ce3PtIn11
通过热力学和输运测量研究了新型重费米子超导体$_3$ $_{11}$在常压和静水压下的性质。在常压下,该化合物在$T_1$ $\approx$ 2.2 K和$T_{\rm N}$ $\approx$ 2 K处发生两次连续的磁跃迁,进入反铁磁有序态,并在低于$T_{\rm c}$ $\approx$ 0.32 K时进入重费米子超导相.在Ce $_3$ PtIn $_{11}$晶胞中存在两个晶体学上不等价的Ce位的情况下,讨论了长程磁有序与超导电性的共存.实验数据使我们能够建立压力-温度相图。
2015-10-13 cond-mat.str-el
Magnetism and superconductivity of heavy fermion matter
本文以最近在重费米子化合物中发现的例子讨论了强关联电子系统(SCES)中磁性与非常规超导电性(d单重波或p三重波)的相互作用。一个简短的介绍给出了形成的重准粒子的两个来源的本地和intersite增强的有效质量。给出了CeIn 3和CeCoIn 5的反铁磁性和超导性共存或相斥的两种情况。一个引人注目的例子是在相对较强的巡游铁磁体UGe 2和URhGe中出现的超导性。简要指出了重费米子物质作为有机导体或高Tc氧化物在SCES中的作用。
2005-06-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetism and pairing of two-dimensional trapped fermions
用量子蒙特卡罗模拟研究了光晶格中囚禁的二组分费米气体中局域相的产生。我们对待的温度是可比的或低于目前在实验中可实现的和足够大的系统,磁性和配对的相位可以通过检查合适的短程相关性的行为来检测。我们使用后者建议的相互作用强度和温度范围内,实验观察到的初期磁性和d-波配对更有可能和评估熵和温度之间的关系在二维受限的费米子系统。
2011-02-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Effect of Eu magnetism on the electronic properties of the candidate Dirac material EuMnBi2
通过单晶测量表征了层状材料EuMnBi_2的晶体结构和物理性能。EuMnBi 2与基于单晶X射线衍射的狄拉克材料SrMnBi 2是同构的,在I4/mmm空间群(No.139)中结晶。磁化率测量表明,在T_N= 22 K附近,Eu离子的磁矩呈现反铁磁(AFM)有序。对于低场,有序Eu矩沿c轴排列,并在5 K下在5.4T附近观察到自旋翻转。在5 K、13 T的外加磁场下,磁矩不饱和,这在含Eu^{2+}的化合物中是不常见的。的磁行为表明,通过Eu和Mn的时刻,似乎是反铁磁低于约310 K的顺序之间的相互作用的各向异性增强。在整个自旋翻转器中观察到磁阻的大幅增加,在5 K和12 T下绝对磁阻达到约650%。霍尔效应测量表明,在T_N以下,载流子密度降低,这意味着磁性对费米面的操纵,在这类材料中,Bi方网周围的位置导致狄拉克锥。
2014-07-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum Transport and Magnetism of Dirac Electrons in Solids
相对论狄拉克方程涵盖了固体中电子现象的基本原理,因此它有效地描述了拓扑绝缘体如Bi $_2$ Se $_3$和Bi $_2$ Te $_3$的电子状态。拓扑绝缘体具有无带隙表面态,此外,磁性掺杂和由此产生的铁磁有序打破时间反转对称性,以实现量子反常霍尔和陈氏绝缘体。在这里,我们专注于体和调查的相互耦合的狄拉克电子的电子和磁性。在没有载流子掺杂的情况下,螺旋磁序通过自旋-轨道耦合引起铁电极化。在掺杂的金属状态下,各向异性磁阻在没有均匀磁化的情况下出现。我们发现,电流感应均匀磁化和相反的振荡磁序感应电流。我们的模型为所有这些现象提供了一个连贯和统一的描述。电磁性质的相互控制证明了反铁磁自旋电子学的实现。我们还讨论了化学计量磁性拓扑绝缘体MnBi $_2$ Te $_4$。
2022-11-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetism and superconductivity driven by identical 4$f$ states in a heavy-fermion metal
磁性和超导性之间明显的敌对关系在广泛的材料类别中受到越来越多的关注,自由能景观使它们彼此非常接近。当这些相在显微镜下相互渗透时,情况尤其如此,尽管实现这一点的方式仍有待充分理解。在这里,我们提出了一个原型的重费米子系统,在其中观察到反铁磁性和超导性的弹性中子散射,磁输运和热容的联合测量。监测这些状态对另一个状态的存在以及外部热扰动和磁扰动的响应,指出它们可能来自费米表面的不同部分。这使得一个单一的4 $f$的状态是本地化和巡回,从而占磁性和超导性的共存。
2010-10-15 cond-mat.str-el
Heavy Fermions: electrons at the edge of magnetism
介绍了重费米子化合物的物理学,试图突出概念的发展,并强调神秘和开放的问题,坚持在这个活跃的研究领域。
2007-01-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hidden Magnetism in Periodically Modulated One Dimensional Dipolar Fermions
实验实现的时间相关的超冷晶格系统铺平了道路,实现新的哈伯德一样的哈密顿量。研究表明,在一维双组分晶格偶极费米气体中,周期性调制的在位相互作用引起的长程排斥和关联跳跃之间的竞争使得奇异隐磁相的形成成为可能.磁性,其特点是唯一的字符串般的非局部序参量,表现在自己的电荷,并在自旋自由度,值得注意的。这种行为是启发,采用Luttinger理论和数值方法。至关重要的是,隐藏磁性存在的参数范围可以通过目前可用的实验装置和探针来达到。
2017-12-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Magnetism and unconventional superconductivity in Ce$_n$M$_m$In$_{3n+2m}$ heavy-fermion crystals
本文综述了层状重费米子化合物Ce $_n$ M $_m$ In $_{3n+2m}$(M=Co,Rh,Ir)的磁性、超导性和非费米液体性质。这些性质表明d波超导性和接近反铁磁量子临界点。
2002-09-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Mott Insulators of Ultracold Fermionic Alkaline Earth Atoms: Underconstrained Magnetism and Chiral Spin Liquid
我们研究了用增强SU(N)对称性的海森堡自旋模型描述的碱土金属费米原子的莫特绝缘体。与SU(2)磁性形成鲜明对比的是,形成单线态需要两个以上的自旋。在正方形晶格上,经典的基态是高度简并的,因此磁序是不可能的。在大N极限下,我们发现了一个具有拓扑序和阿贝尔分数统计的手征自旋液体基态。我们讨论它的实验检测。具有非阿贝尔任意子的手性自旋液体也可以用碱土原子实现。
2009-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Metal-free Stoner and Mott-Hubbard magnetism in 2D polymers with honeycomb lattice
本研究通过计算证实无金属二维聚合物中存在Stoner铁磁半金属与反铁磁Mott-Hubbard绝缘体,揭示了双位点蜂窝晶格的平带与狄拉克锥特性及电子关联的调控作用,开创了二维共轭聚合物π系统磁性研究新方向。
2023-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Weak magnetism and non-Fermi liquids near heavy-fermion critical points
本文研究了重费米子材料中的弱磁矩磁性及其与非费米子液体物理的关系。我们探讨的假设,负责非费米液体物理的主要波动是那些与费米液体的大费米面的破坏。磁性被认为是一个低能量的不稳定性所产生的小费米表面状态。这幅图的一个具体实现是由一个分数费米液态提供的,它有一个小的费米表面的传导电子,但也有其他外来的激发与相互作用所描述的规范理论在其解除限制的阶段。特别令人感兴趣的是具有自旋费米表面和U(1)规范结构的三维分馏费米液体。从这种状态到传统费米液体的直接二级跃迁是可能的,并且涉及电子费米表面体积的跳跃。临界点表现为非费米液体行为。磁相可以从自旋费米面的自旋密度波不稳定性发展。这种奇异的磁性金属可能有一个弱的有序矩,虽然本地的力矩不参与费米面。这一阶段的实验签名和重费米子系统的影响进行了讨论。
2003-10-13 cond-mat.str-el
The dual nature of magnetism in a uranium heavy fermion system
在$5\textit{f}$电子系统中,磁性的定域性和巡游性之间的二元性一直是一个长期存在的难题。在这里,我们报告的非弹性中子散射测量,这揭示了本地和巡回方面的磁性在一个单晶系统的UPt $_{2}$ Si $_{2}$。在反铁磁状态下,我们观察到广泛的连续的扩散磁散射与$\approx$ 7 meV的共振间隙,并令人惊讶的相干自旋波的情况下,巡回磁性的暗示。当Neel温度以上的间隙关闭时,强的动态自旋相关持续到高温。然而,总磁谱权重的大小和温度依赖性可以很好地描述与$J=4$的本地矩。此外,极化中子测量显示,磁波动主要是横向的,很少或根本没有预期的巡游时刻的纵向分量。这些结果表明,本地和巡回磁性的双重描述,需要了解UPt $_{2}$ Si $_{2}$,并通过扩展,其他5 $f$系统一般。
2018-07-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Competition of fermion pairing, magnetism, and charge order in the spin-doped attractive Hubbard gas
本研究以自旋不平衡的⁴⁰K原子吸引型Hubbard气体为对象,通过单原子分辨率观测不同条件下费米子配对、电荷及自旋序的演化,揭示了自旋掺杂与相互作用强度对序竞争的影响,为磁化超流的存在提供了可能的前兆证据。
2025-11-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetism and quantum phase transitions in spin-1/2 attractive fermions with polarization
利用缀饰能量理论,对一维Bethe自旋1/2可积吸引费米子的磁性和相变进行了广泛的研究.本文提出了一种迭代方法,导出了对基态能量、临界场和磁性的高阶修正。的穿着能量方程的数值解证实,这些物理量的解析表达式和由此产生的相图是高度精确的弱耦合和强耦合制度,捕获的精确性质的磁效应和量子相变在一维相互作用的费米子与人口不平衡。此外,它表明,普遍性类的线性场依赖行为的磁化保持在整个有吸引力的制度。
2009-06-02 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Short-range quantum magnetism of ultracold fermions in an optical lattice
量子力学自旋之间的交换耦合是量子磁性的起源。本文报道了在光晶格中热化费米气体的多体态中出现的最近邻磁自旋关联的观测结果。获得短程磁序的关键是晶格结构内熵的局部再分布。这是在可调几何结构的光晶格中实现的,这也使得能够检测磁相关性。我们将具有排斥相互作用的低温双组分费米气体装入二聚或各向异性简单立方晶格中。对于这两个系统的相关性表现为一个多余的单态相比,由两个原子与相反的自旋三重态。对于各向异性晶格,我们确定横向自旋相关的单重态-三重态的不平衡,并观察沿一个空间轴的反铁磁相关。我们的工作为利用超冷费米子在光晶格中作为量子模拟器来解决量子磁学中的开放问题铺平了道路。
2013-06-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Mott insulating phases and magnetism of fermions in a double-well optical lattice
本文利用非微扰强关联技术,从理论上研究了二维双阱光晶格中二分量费米子的Mott绝缘相和磁序。在每个位置填充两个费米子时,存在两种类型的莫特绝缘体,其中一种的特征在于低于尼尔温度的自旋1反铁磁性。该系统中的超交换相互作用是由带间相互作用和自旋自由度之间的相互作用引起的。双阱光晶格的一个很大的优点是可以通过调节二能级系统的轨道能量分裂来容易地控制磁量子相图和Neel温度。特别地,Neel温度可以比标准光学晶格中的Neel温度大一个数量级,这有利于光晶格系统中磁有序的实验研究。
2011-11-29 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Coexistence of superconductivity and magnetism in spin-fermion model of ferrimagnetic spinel in an external magnetic field
本文考虑了亚铁磁尖晶石的两个亚晶格自旋费米子模型,其中自旋$1/2$巡游电子位于亚晶格$A$位,自旋$s$定域电子位于亚晶格$B$位。巡游电子和定域电子之间的交换是反铁磁的。结果,沿局域电子的磁化方向施加的外部磁场补偿了自旋-费米子交换引起的塞曼分裂,磁振子-费米子相互作用诱发了自旋反平行p波超导,并与磁性共存。我们已经获得了所施加的场的五个特征值(以能量为单位)$H_{cr1}<H_3<H_0<H_4<H_{cr2}$。在$H_0$,外部磁场补偿塞曼分裂。当$H_{cr1}<H<H_{cr2}$时,具有$T_{1u}$组态的自旋反平行p波超导性与磁性共存。当$H$在区间$(H_3,H_4)$内时,在有限温度下超导体到正常磁体的转变是二级的。当$H_{cr1}<H<H_3$或$H_4<H<H_{cr2}$。通过计算外部磁场$H_{cr1}<H<H_3$、$H_4<H<H_{cr2}$和$H=H_0$的三个不同值的间隙的温度依赖性,证明了这一点。在前两种情况下,在超导临界温度下,带隙突然下降到零,表明超导体到正常磁体的转变是一级的。哈伯德项(库仑排斥),在弱耦合制度,不影响显着的磁振子诱导超导。根据上述结果,我们可以制定一个从铁磁尖晶石制备超导体的配方:i)流体静压高于绝缘体-金属转变的临界值。ii)沿亚晶格磁化强度的具有较高幅度的外部磁场。
2014-12-01 cond-mat.str-el
Magnetism and superconductivity in CeRh_{1-x}Ir_xIn_5 heavy fermion materials
报道了铈基重费米子材料CeRh_{1-x} Ir_xIn_5的零场μ子自旋弛豫研究。在x=0.75和1组分的超导体中,μ子自旋弛豫函数在T_c上与温度无关,没有观察到电子磁矩存在的证据。x=0.5的材料在T_N=3.75 K以下是反铁磁的,在T_c=0.8 K以下是超导的。μ子自旋实频谱显示T_N以下磁序特征的阻尼相干振荡的逐渐开始。在1.65 K的总振荡幅度占至少85%的样品体积。当冷却温度低于T_c时,μ子的旋进频率和振幅没有变化,表明该材料中磁性和超导性在微观上共存。
2003-01-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Polar magnetism and chemical bond in alpha-RuCl3
钌是最近许多实验和理论研究的主题。Johnson等人从对α-RuCl 3的未分离样品进行的大量实验中收集的结果推断出磁性结构(Cc 2/m)的候选者[R. D. Johnson等人,B92,235119(2015)]。钌离子的锯齿形反铁磁基态对体磁探针没有响应。先前未探索的候选磁性结构的性质包括支持Ru Dirac多极的极性磁性,例如,一种钌麻醉剂。在一般情况下,狄拉克偶极子能够在磁性离子之间产生相互作用,如在电Dzyaloshinskiii-Moryia相互作用中[T. A. Kaplan和S. D. Mahanti,Phys.Rev.B83,174432(2011)和H. J. Zhao等人,天然材料20,341(2021)]。狄拉克多极有助于X射线和中子的衍射,对磁结构Cc 2/m的严格测试有待于未来的实验。根据精确计算,我们发现,磁候选人允许布拉格点,仅从狄拉克多极。Cc 2/m的严格测试也可以通过进行共振X射线衍射与来自氯K边缘的信号增强来完成。发表的α-RuCl 3的X射线吸收光谱具有显著的低能特征[K. W. Plumb等人,Rev.B90,041112(R)(2014)]。许多对其他氯金属化合物的实验研究得出结论,相同的特征标志着化学键。使用单斜Cc 2/m结构,我们预测在Cl K边吸收布拉格衍射的贡献。具体地说,布拉格斑点的强度随样品绕反射矢量旋转的变化。我们的研…
2022-10-30 cond-mat.str-el
Keldysh pseudo-fermion functional renormalization group for quantum magnetism
Indian Institute of Technology Madras(马德拉斯印度理工学院);University of Zurich(苏黎世大学)
本文提出将伪费米子FRG扩展至Keldysh形式主义,以计算磁系统动态自旋结构因子,研究低能谱特征并指出方法局限性。
2025-12-16 cond-mat.str-el
Weak magnetism phenomena in heavy-fermion superconductors: selected $μ$SR studies
在重费米子超导体UPt $_3$和URu $_2$ Si $_2$中观察到的所谓弱磁矩反铁磁态的行为,根据最近获得的作为控制参数如化学取代和外部压力的函数的$μ$ SR结果进行了讨论。在UPt $_3$中,Pd对Pt的替代揭示了弱矩序的动力学特征.另一方面,$μ$ SR测量的样品中,Th的替代品U表明,结晶无序的磁性网站深深影响的波动时间尺度。在URu $_2$ Si $_2$中,观察到在环境压力下存在的所谓隐藏有序状态和在压力下发生的反铁磁状态之间的相分离。根据$μ$ SR得到的压力-温度相图,推导出各序参量具有不同的对称性。
2004-08-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Symmetry Protected Quantization and Bulk-Edge Correspondence of Massless Dirac Fermions: Application to Fermionic Shastry-Sutherland Model
费米子的Shastry-Sutherland模型有丰富的相图,包括无质量的狄拉克费米子、二次带交叉点和赝自旋为1的外尔费米子。由一维动量作为参数定义的Berry相位由于与时间反演相结合的反演对称性或滑移面的存在而被量子化为0或π,这也保护了具有连续参数的无质量狄拉克锥。这是对称保护的Z2量化。我们进一步证明了Z2 Berry相一般地决定了无质量Dirac费米子系统中不同相和不同类型边界的边态的存在,作为体-边对应。
2013-07-30 cond-mat.str-el
Orbital magnetization of interacting Dirac fermions in graphene
提出了一种计算相互作用狄拉克费米子在磁场作用下轨道磁化强度的方法。在这种方法中,发散的困难是克服了一个特殊的限制的衍生物的热力学势相对于磁场。形式主义满足狄拉克费米子系统的粒子-空穴对称性。我们应用形式主义的相互作用狄拉克费米子在石墨烯。平均场论考虑了所有朗道能级间的电荷和自旋有序以及交换相互作用。相互作用狄拉克费米子的轨道磁化的结果与非相互作用的情况进行了比较。
2017-09-02 cond-mat.str-el
Unconventional Superconductivity in Heavy Fermion Systems
本文综述了利用核四极共振(NQR)在压力下对$f$ -电子衍生的重费米子(HF)系统超导电性和磁性的涌现相的研究。这些研究揭示了HF体系基态中的各种现象。在这篇文章中,我们突出的磁性和非常规超导(SC)的CeCu $_2$ Si $_2$,HF反铁磁体CeRhIn $_5$,和CeIn $_3$的新相图。揭示了磁场与超导体相互作用在磁临界性方面的区别和共同特征。
2004-12-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dirac fermion duality and the parity anomaly
本文推导了最近发现的无质量(2+1)维狄拉克费米子与QED $_3$之间的对偶性。我们的推导是基于正则化的晶格模型的狄拉克费米子,类似于更熟悉的玻色子涡对偶推导。它还强调了宇称异常所起的重要作用,这在文献中关于这种二元性的其他讨论中不太明显。
2018-11-16 cond-mat.str-el
Ideas by S.V. Vonsovsky and Modern Model Treatment of Magnetism
本文回顾了舒宾和冯索夫斯基关于极坐标和s-d(f)交换模型的基本工作。他们的想法是比较与后来的发展,在磁性理论的d-和f-金属及其化合物。现代的方法,包括不同的奴隶玻色子和奴隶费米子表示,奇异准粒子的形成等进行了讨论。各种多电子模型(海森堡,哈伯德,t-J,安德森哈密顿)之间的内部联系。在s-d(f)交换模型和相关模型的框架内,考虑描述异常稀土和锕系化合物(近藤晶格,重费米子和非费米液体行为的系统)。
2010-06-01 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
Comment on "The role of electron-electron interactions in two-dimensional Dirac fermions''
Tang et al. [Science 361,570(2018)]报告了具有原位和库仑相互作用的狄拉克费米子的性质。在格位相互作用下狄拉克费米子的费米速度降低了约40%,这与Gross-Neveu量子临界点附近的数值结果不一致。这是由于不适当的有限尺寸外推造成的。
2019-12-20 cond-mat.str-el
Singular low-energy states of tilted Dirac semimetals induced by the fermion-fermion interactions
本文在重整化群框架下研究了短程费米子-费米子相互作用对二维I型和II型倾斜Dirac半金属低能性质的影响.采用标准的重整化群方法,通过考虑所有单圈修正,得到了所有相互作用参数的耦合能量依赖演化,并以此来仔细研究费米子-费米子相互作用是否以及如何影响倾斜狄拉克费米子的低能物理行为.在对耦合流进行详细分析后,我们发现倾斜参数决定了倾斜狄拉克费米子的低能态以及费米子-费米子耦合的起始值。通过适当地改变这两种参数,倾斜狄拉克费米子既可以流向高斯不动点,也可以经历一定的不稳定性,这种不稳定性通常伴随着低能区的相变。此外,由于倾斜参数和初始费米子相互作用之间的竞争,所有潜在的不稳定性可以被聚类为五个不同的类。此外,通过计算和比较八个潜在相的磁化率,确定了伴随不稳定性的主导相。
2019-12-03 cond-mat.str-el
Magnetotransport in Layered Dirac Fermion System Coupled with Magnetic Moments
我们从理论上研究了狄拉克费米子的磁输运与局域矩的耦合,以了解狄拉克材料EuMnBi $_2$的物理性质。使用层间跳跃的形式,这简化了复杂的相互作用层之间的狄拉克费米子层和层之间的磁矩在EuMnBi $_2$,该理论再现了在该系统中观察到的大部分功能。在EuMnBi $_2$中观察到的磁滞现象可能是由自旋轨道耦合和外部磁场与局域化矩产生的分子场引起的谷分裂引起的。我们的理论表明EuMnBi $_2$中的磁输运是由于狄拉克费米子、局域磁矩和自旋轨道耦合之间的相互作用。
2018-02-04 cond-mat.str-el
Spin-Fermion Model of Magnetism: Quasi-particle Many-Body Dynamics
讨论了广义自旋费米子(sp-d)交换晶格模型的理论基础及其在稀土金属、稀土化合物和磁性半导体等磁性体系中的应用。该模型描述自旋准粒子谱的能力进行了研究。重点讨论了两个相互作用子系统的动力学行为,巡游载流子的局域自旋和自旋密度。本文采用不可约格林函数(IGF)方法描述准粒子动力学。本文研究了磁性半导体的散射态,计算了磁性半导体的三个分支的磁激发。对于一个简化版本的模型(近藤晶格模型),我们研究的准粒子激发的光谱,特别注意在简单近似下的稀磁半导体,以证明IGF方法的可能性。为此,为了包括无序的影响,自洽地确定修改的平均场。该方法允许调查和澄清各种相互作用和无序的统一和连贯的方式的影响的作用。
2004-08-18 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Fermi liquid theory for heavy fermion superconductors without inversion symmetry : Magnetism and transport coefficients
我们提出了微观费米液体理论的磁性和输运现象的相互作用的电子系统中没有反转对称的正常状态和超导状态。我们的讨论主要集中在对非中心对称重费米子超导体的应用上。通过形式上精确地考虑电子关联效应,得到了反常霍尔效应、热反常霍尔效应、自旋霍尔效应和磁电效应的输运系数,这些效应的存在是宇称破坏的显著特征.此外,我们还证明了由泡利项和类van-Vleck项组成的自旋极化率的温度依赖性严重依赖于电子结构的细节。我们对最近通过CePt $_3$ Si的NMR测量获得的实验结果给出了可能的解释[Yogi等人,日本物理学会{ \bf 75},013709(2006)],这表明对于任何方向的磁场,在超导转变温度以下奈特位移没有变化。
2007-05-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Itinerant fermions on a triangular lattice: unconventional magnetism and other ordered states
我们考虑一个系统的二维费米子的三角形晶格,以及分离的电子和空穴口袋的类似大小,集中在某些高对称点的布里渊区。我们首先分析Stoner型自旋密度波(SDW)磁性。我们证明了SDW序在平均场水平上是简并的。在平均场之外,简并被提升,并且是$120^{\circ}$“三角形”序(与定域自旋相同),或者在三分之二的位置上具有反铁磁自旋排列的共线序,并且在其余位置上是非磁性的。我们还研究了一个时间反演对称定向自旋键序,它出现时,一些相互作用是排斥和一些是吸引力。我们发现,这个顺序也是简并在平均场水平,但超出平均场的简并再次解除。接下来,我们考虑从零场中的SDW状态开始的磁场中的磁序的演化。我们表明,一个字段引起的SDW自旋配置的倾斜。此外,它必然触发的方向键序,这,我们认为,是线性耦合到SDW顺序在有限的字段。我们导出了自由能中的相应项。最后,我们考虑了SDW序与超导电性和电荷序之间的相互作用。为此,我们分析了parquet重整化群(pRG)方案中的耦合流。我们表明,磁性获胜,如果所有的相互作用是排斥性的,有一点能量空间的pRG发展。然而,如果系统参数是这样的,pRG在很宽的能量范围内运行,系统可能会发展超导性或非常规的电荷秩序,这打破了时间反演对称性。
2018-03-13 cond-mat.str-el
Dynamical Mass Generation of Composite Dirac Fermions and Fractional Quantum Hall Effects near Charge Neutrality in Graphene
我们发展了一个复合狄拉克费米子理论来研究石墨烯中电荷中性附近的分数量子霍尔效应。我们表明,复合狄拉克费米子之间的相互作用导致通过激子凝聚的动态质量产生。由于质量产生和交换效应,四重自旋谷简并度完全提升,使得在电荷中性附近观察到的奇分母分数QHE可以用复合狄拉克费米子的整数QHE来理解。在填充因子$ν=1/2$下,我们证明了对于弱库仑相互作用,大量复合狄拉克费米子液体对于手征p波配对是不稳定的,并且基态是长波长极限下摩尔-里德普法菲(Moore-Read Pfaffian)描述的成对非阿贝尔态。
2013-07-06 cond-mat.str-el
Quantum Hall Effect of Massless Dirac Fermions and Free Fermions in Hofstadter's Butterfly
我们提出了一个新的物理解释的丢番图方程的$σ_{xy}$的Hofstadter问题。首先,我们将能量谱,或Hofstadter的蝴蝶,分成更小的自相似区域,称为“子细胞”,这是Hofstadter首次引入来描述递归结构。我们发现在子胞间的能隙中,有两种方法可以解释$σ_{xy}$的量子化规则,它们与丢番图方程一致:(i)无质量狄拉克费米子的朗道量子化或(ii)霍夫斯塔德蝴蝶中自由费米子的朗道量子化.
2016-05-04 cond-mat.str-el
Symmetry and duality in bosonization of two-dimensional Dirac fermions
最近对玻色子-费米子映射族的研究强调了对称性和对偶性的相互作用:玻色子(费米子)的粒子-涡旋对偶性所关联的相位在它们的费米子(玻色子)表述中与时间反演对称性相关。我们提出了一些具体的模型,使这个属性明确的操作员级别的精确映射。我们用一维和二维量子伊辛模型来说明这种方法,然后类似地探索(2+1)维中复杂玻色子和狄拉克费米子的对偶网络。
2017-05-02 cond-mat.str-el
Magnetism driven by fluctuations and frustration in synthetic triangular antiferromagnets with ultracold fermions in optical lattices
基于冷原子气体的量子模拟器可以提供一个理想的平台来研究固体材料有趣特性背后的微观机制,并进一步探索化学合成无法实现的新奇现象。在这里,我们提出并理论分析了相干耦合的二元混合费米原子的三角形光晶格作为一个有前途的实现合成阻挫反铁磁体。我们进行了一个集团平均场加标度分析表明,基态表现出几个非平凡的磁相位和一个新的自旋重取向转变所造成的量子有序无序机制。此外,我们发现,从蒙特卡罗模拟的热涨落诱导的Berezinskiii-Kosterlitz-无规物理和长程序在不同的量子点的一个意想不到的共存。这些预测,除了与三角形反铁磁材料的当前和未来实验相关之外,还可以在实验室中结合当前可用的冷原子技术进行测试。
2018-08-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Nonperturbative emergence of Dirac fermion in strongly correlated composite fermions of fractional quantum Hall effects
经典的复合费米子场论(参考文献1)为统一研究重要物理对象和全面解释分数量子霍尔物理中的反常实验现象提供了一个很好的框架,但也存在固有的缺陷。我们从强关联复合费米子场论出发,提出了一个非微扰的狄拉克费米子涌现理论,克服了这些长期存在的严重缺陷。狄拉克方程的粒子-空穴对称性解决了复合费米子场论中的粒子-空穴对称性之谜。借助于数值结果,我们证明了对于分数量子霍尔效应的Jain序列,这种突现的Dirac费米子理论很可能是非微扰稳定的.
2017-01-19 cond-mat.str-el hep-th
Hidden Magnetism and Quantum Criticality in the Heavy Fermion Superconductor CeRhIn5
除了可以理解的例外,传统的超导性并不与长程磁序共存[1]。相反,非常规超导性在分离磁有序和磁无序相的边界附近发展[2,3]。超导转变温度Tc的最大值出现在该边界外推到T=0 K的地方,这表明与该磁量子临界点相关的波动对于非常规超导性是必不可少的[4,5]。然而,当T < Tc时,非常规超导性隐藏了磁边界,阻止了磁量子临界点的证明[5]。在这里,我们报告的比热测量的压力调谐的非常规超导体CeRhIn 5中,我们发现了一条线的量子相变诱导内的超导状态所施加的磁场。这条量子临界线将反铁磁性和超导性共存的阶段与纯粹的非常规超导阶段分开,并终止于磁场完全抑制超导性的量子四临界点。CeRhIn 5的T->0 K磁场-压力相图用理论模型[6,7]很好地描述,该模型是为了解释高Tc铜氧化物中的场致磁性而开发的,但其中不可能清楚地描绘量子相边界。这些实验建立了隐藏的磁性,量子临界性和非常规的铜酸盐和重电子系统,如CeRhIn 5超导之间的共同关系。
2006-03-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Peierls Transition and Magnetism in a Dirac Semimetal: CaMnBi$_2$
Brookhaven National Laboratory(布鲁克海文国家实验室);Ames National Laboratory(埃姆斯国家实验室);Iowa State University(爱荷华州立大学);Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室);National Institute of Standards and Technology(美国国家标准与技术研究院);Ruhr-University Bochum(波鸿鲁尔大学)
本文通过中子衍射、X射线衍射和DFT计算证明CaMnBi$_2$在46 K处的异常源于Bi层Peierls型键序波畸变而非自旋倾斜,揭示了狄拉克电子驱动的结构相变机制。
2026-10-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Absence of Parity Anomaly in Massive Dirac Fermions on a Lattice
The University of Hong Kong(香港大学)
本文研究了二维晶格上质量狄拉克费米子的奇偶性异常问题,发现当正确实施晶格正则化并考虑平移对称性时,质量狄拉克费米子不存在半整数量子霍尔电导率,而仅在非物理的无限动量截断极限下出现。
2025-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Two dimensional Dirac fermions and quantum magnetoresistance in CaMnBi$_2$
本文报道了CaMnBi单晶$_2$中的二维狄拉克费米子和量子磁电阻。非零的Berry相位、小的回旋共振质量和第一性原理能带结构表明了Bi方网中Dirac费米子的存在。由于狄拉克费米子的量子极限,面内横向磁电阻在临界场$B^*$处表现出从半经典弱场$B^2$依赖性到高场不饱和线性磁电阻($\sim 120%$,9 T,2 K)的交叉. $B^*$的温度依赖性满足二次行为,这归因于高场下线性能量色散的分裂。我们的结果证明了二维狄拉克费米子在具有Bi方网的CaMnBi $_2$中的存在性.
2012-04-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fifty years of Hubbard and Anderson lattice models: from magnetism to unconventional superconductivity - A brief overview
本文简要介绍了Hubbard和Anderson-lattice模型在高温重费米子超导解释中的重要性。在过去的二十年中,模型的应用提供了对相关费米子系统中成对态的解释,从而基本上扩展了它们早期的使用,以描述巡游磁性,波动价和金属-绝缘体转变。在第二部分中,我们也介绍了我们小组最近在非常规超导性方面所获得的一些新结果。还讨论了与实验的比较,但主要重点是基于动力学交换和/或近藤型相互作用与电子相关效应相结合的实空间配对机制内这些材料的超导性质的合理化。
2014-10-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
QCD Dirac Spectrum at Finite Chemical Potential: Anomalous Effective Action, Berry Phase and Composite Fermions
我们用自发破缺相的矩阵模型证明了有限化学势下的QCD Dirac谱服从一般的二维有效作用量。本征值形成具有强屏蔽和等离子体激元振荡的液滴。液滴是由一个磁涡流,这是在贝里相的起源线程。对于复表象或Dirac表象中的夸克,本征值液滴中的反常输运与半满状态下复合费米子液滴中的反常输运有相似之处,表明后者可能是Dirac费米子.
2016-03-15 cond-mat.str-el hep-ph
The Dirac composite fermion of the fractional quantum Hall effect
本文综述了最近提出的半满朗道能级的狄拉克复合费米子理论。本文基于2016年3月11日至13日在芝加哥大学Nambu研讨会上的演讲。
2016-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Superconductivity in heavy-fermion U(Pt,Pd)3 and its interplay with magnetism
用磁阻、比热、热膨胀和磁致伸缩测量了Pd掺杂对非常规超导体UPt 3超导相图的影响。对单晶和多晶U(Pt_(1-x)Pdx)_3(x ≤ 0.006)的实验表明,A相和B相的超导转变温度Tc~+和Tc~-均降低,而分裂DTc以0.30(2)K/at. %的速率增加警局我们发现,DTc(x)与Pd掺杂后的弱磁矩m(x)的增加有关。这为以磁性为对称破缺场的Ginzburg-Landau方案,即二维E表象和一维奇宇称模型提供了进一步的证据。只有在小分裂时,DTc才与m^2(Tc+)成正比(DTc <= 0.05 K)。在更大的分裂的结果要求Ginzburg-Landau展开超过四阶。对于垂直于c的B,B-T平面中的四临界点持续到至少x = 0.002,而对于B,四临界点被迅速抑制。||C.在合金化时,A和B相以C相为代价获得稳定性。
1999-03-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fermion-sign-free Majarana-quantum-Monte-Carlo studies of quantum critical phenomena of Dirac fermions in two dimensions
当临界状态下存在无质量狄拉克费米子时,量子临界现象可能会有质的不同。利用我们在文献[1]中提出的无费米子符号的Majorana量子蒙特卡罗(MQMC)方法,研究了具有最大$L=24$的$N_s=2L^2$格点的蜂窝晶格上{ \it spinless} Dirac费米子在电荷密度波(CDW)相变时的量子临界现象.通过有限尺寸标度,我们精确地获得了2+1D中{ \it 2}(两个分量)狄拉克费米子的所谓Gross-Neveu手征-伊辛普适类的临界指数:$η=0.45(2)$,$ν=0.77(3)$和$β=0.60(3)$,它们与平均场的结果有质的不同,但与重整化群计算的结果相当接近。
2015-08-09 cond-mat.str-el hep-lat
First direct observation of Dirac fermions in graphite
狄拉克费米子起源于相对论量子场论,近年来已被用于研究凝聚态物理中的各种奇异现象,包括石墨烯中的量子霍尔效应、磁场驱动的石墨中的类金属-绝缘体相变、3 He中的超流以及高温超导体中的奇异赝能隙相。虽然狄拉克费米子被认为在这些系统中起着关键作用,但到目前为止,狄拉克费米子的直接实验证据仍然有限。在这里,我们报告的第一个直接观察到的无质量狄拉克费米子的线性色散附近的布里渊区(BZ)角落H在石墨,共存的准粒子与抛物色散附近的另一个BZ角落K。此外,我们报告了一个大的电子口袋,我们归因于缺陷引起的局域态。因此,石墨提出了一种新的系统,其中无质量的狄拉克费米子,有限有效质量的准粒子和缺陷态都有助于低能电子动力学。
2006-08-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el