Valence-Bond Solid phases in the spin-$1/2$ Kekule-Heisenberg model
本研究通过热力学极限下基于图投影纠缠对态(gPEPS)的大规模张量网络模拟,绘制了含海森堡耦合的蜂窝晶格各向同性凯库勒-基塔耶夫模型基态相图,发现除典型量子自旋液体和磁有序相外,还存在两个无磁有序的 plaquette 价键固体相。
2024-11-28 cond-mat.str-el
Valence-Bond Order in a Honeycomb Antiferromagnet Coupled to Quantum Phonons
我们用精确的量子蒙特卡罗模拟证明了蜂窝晶格上的反铁磁SU(2)自旋- $\frac{1}{2}$海森堡模型的Néel基态可以被量子声子的耦合破坏.我们发现一个明确的一级转变的价键固体状态与凯库莱秩序,而不是一个deconfined量子临界点。然而,量子晶格涨落可以驱动跃迁向弱一阶跃迁,揭示了通过相互作用的延迟的跃迁的可调谐性。与一维情形相比,我们的绝热区相图与阻挫$J_1$ - $J_2$模型有质的不同。我们的结果表明,键声子的耦合可以诱导狄拉克系统中的凯库勒阶。
2020-09-25 cond-mat.str-el
Chiral symmetry restoration in monolayer graphene induced by Kekule distortion
我们提出了一个手征对称性恢复机制,在单层石墨烯,类似于强耦合规范理论。通过引入外部的凯库勒晶格畸变,恢复了在有效强库仑相互作用下自发破缺的石墨烯手征(亚晶格)对称性.用具有原始蜂窝晶格结构的格点规范理论模型解析地研究了这种相变。讨论了手征相变与谱隙振幅之间的关系。
2011-09-08 cond-mat.str-el hep-lat hep-ph
Higher-order topological corner and bond-localized modes in magnonic insulators
本研究在装饰蜂窝晶格中通过kekulé畸变实现二阶拓扑磁振子绝缘体,产生拓扑角模,而反kekulé畸变导致非拓扑键局域模,揭示了磁振子高阶拓扑相的独特机制。
2024-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Local Kekulé distortion turns twisted bilayer graphene into topological Mott insulators and superconductors
该研究通过库仑排斥与局域Kekulé畸变声子模式的协同作用,解释了魔角扭转双层石墨烯的相图,提出静态畸变产生陈数绝缘体,动态共振导致手性d波超导。
2022-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interaction driven instabilities of a Dirac semi-metal
我们探讨了可能出现的粒子-空穴不稳定性,可以出现在一个系统的无质量狄拉克费米子的蜂窝和π通量的正方形晶格与短程相互作用。通过分析和数值研究,我们表明,这些不稳定性可以导致一些有趣的阶段。除了先前确定的电荷和自旋密度波相位和奇异的“量子反常霍尔”(Halflies)相位,我们建立了二聚凯库勒相位的存在超过了相图的重要部分,并讨论了其自旋对应的“自旋凯库勒”相位的可能性。在π通量正方晶格上,我们还发现了各种条纹相,这在蜂窝晶格上是不存在的。凯库勒相位由Z3序参量描述,其单量子化涡旋携带分数电荷+/- e/2。在π-通量晶格上,类似的二聚相由Z4序参量描述。我们对二聚相内部的涡旋结构进行了完全自洽的计算,发现靠近核心的涡旋类似于熟悉的超导U(1)涡旋,但在较长的长度尺度上,出现了清晰的Z4结构,沿着晶格对角线出现畴壁。
2009-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Phases and phase transitions of a perturbed Kekulé-Kitaev model
我们研究的量子自旋液体相的Kitaev模型的一个变体中的蜂窝晶格的键分布在凯库莱图案。该系统支持带隙和无隙的Z_2量子自旋液体与原始Kitaev模型的有趣的差异,最值得注意的是在Kagome晶格上的带隙的Z_2自旋液体。扰动反铁磁海森堡微扰的精确可解模型,我们发现一个磁有序相稳定的量子“秩序无序”机制,以及一个奇异的连续相变之间的拓扑自旋液体和这个磁有序相。结合场论和蒙特卡罗模拟,我们发现该跃迁可能属于3D-XYxZ_2普适类。
2015-04-17 cond-mat.str-el
Gauge-field-assisted Kekulé quantum criticality
研究了$U(1)$荷电Dirac费米子Yukawa耦合到具有$Z_3$对称性的Kekulé价键固体序参量的蜂窝晶格的量子相变.对称性允许在凯库勒序参量中立方的作用量项的存在,并且预期这将阻止所讨论的量子相变是连续的。Gross-Neveu-Yukawa理论的过渡使用微扰重整化群和接近四维时空的$ε$展开。对于一个消失的$U(1)$收费,我们表明,量子涨落可能使相变连续的只有足够远离3+1维,其中的有效性的结论的基础上的领导阶$ε$扩展出现问题。另一方面,在存在涨落规范场的情况下,我们发现即使在弱耦合下,量子临界行为也出现在接近3+1维的地方,也就是说,在微扰理论的有效范围内。我们还确定了重整化群标度的立方耦合在更高的循环订单和大量的狄拉克费米子为零的费用。
2016-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Topological properties of the bond-modulated honeycomb lattice
研究了二维蜂窝晶格中晶格形变、电子-电子相互作用和自旋-轨道耦合的综合效应。我们采用不同种类的跳跃调制-广义二聚化和凯库勒失真-和计算拓扑不变量的非相互作用系统和相互作用系统。我们确定的参数范围(哈伯德U,跳跃调制,自旋-轨道耦合)的2D系统的行为作为一个平凡的绝缘体或量子自旋霍尔绝缘体。
2015-03-06 cond-mat.str-el
Duality of deconfined quantum critical point in two dimensional Dirac semimetals
本文讨论了石墨烯Dirac半金属中N $\acute{e}$ el和Kekul $\acute{e}$价键固体的量子临界性。考虑连续场论中包含自旋、谷和亚晶格自由度的四次四费米子相互作用$g(\barψ_iΓ_{ij}ψ_j)^2$,我们发现当耦合$g$大于一个临界值$g_c$时,微观对称性自发破缺.对称性破缺使费米子产生间隙,导致半金属-绝缘体转变。所有可能的四次费米子-双线性相互作用都产生了一致的临界耦合,它表现出不同阶数的多临界点和朗道禁戒量子临界点。我们还研究了对称性破缺时N $\acute{e}$ el和Kekul $\acute{e}$价键固态转变的典型临界点。量子临界性被Wess-Zumino-Witten项捕获,并且N $\acute{e}$ el-Kekul $\acute{e}$ VBS序存在相互对偶性.我们给出了N $\acute{e}$ el-Kekul $\acute{e}$ VBS跃迁中的涌现自旋子,由此我们得出相变是一个去限制的量子临界点.此外,研究了指数定理与Kekul $\acute{e}$ VBS相中拓扑亏损约束的零能模之间的联系,揭示了N $\acute{e}$ el-Kekul $\acute{e}$ VBS对偶性.
2017-10-17 cond-mat.str-el
Phase diagram and thermal Hall conductivity of spin-liquid Kekulé-Kitaev model
本文研究了Kekulé-Kitaev模型的相图。该模型被定义在蜂窝状晶格上,具有键依赖的各向异性交换相互作用,使得它完全可解的自旋在密切类似的Kitaev模型的Majorana表示。然而,Majorana费米子的能谱具有多能带结构,其特征为陈数0,$\pm$ 1和$\pm2$。在交换耦合平面和有磁场存在的情况下,我们得到了该模型的相图,并发现了手性拓扑和平凡自旋液体基态。在没有磁场的情况下,相图的大部分是连续连接到阿贝尔相的平凡带隙相,而在存在磁场的情况下,出现拓扑相。此外,最近的热测量的自旋液体候选人$α$ -RuCl $_{3}$的动机,我们计算了霍尔热导率在不同的制度的参数和温度,发现后者是量子化在很宽的温度范围内。
2019-09-29 cond-mat.str-el
Effect of exchange interaction on electronic instabilities in the honeycomb lattice: A functional renormalization group study
局域和非局域密度-密度相互作用对蜂窝晶格中电子不稳定性的影响被广泛研究。一些早期的研究提出了相互作用诱导的拓扑非平凡相的出现,但最近,它被否定的几个工作,包括重整化群计算与精细的动量分辨率。利用截断的单位泛函重整化群研究了半填充蜂窝晶格上电子的多体不稳定性,着重讨论了交换作用的影响。我们发现,改变次近邻排斥和最近邻交换积分可以导致不同的有序相,即量子自旋霍尔,自旋凯库勒,和一些自旋和电荷密度波相。量子自旋霍尔相可以由铁磁交换和对跳跃相互作用的组合引起。另一个奇异相,自旋-凯库勒相,在所考虑的参数空间的一个非常小的区域中发展。我们遇到的三个子晶格电荷密度波相位在很大一部分的参数空间。随着交换积分的增加,它被无公度的电荷密度波所取代。为了减少计算量,我们推导了有效相互作用的玻色传播子的显式对称关系,并提出了一种基于线性响应的方法来确定序参量的形状因子.在我们的工作中,通过数值计算证实了它们的效率。
2019-08-06 cond-mat.str-el
Interaction driven phases in the honeycomb lattice from exact diagonalization
我们调查的命运相互作用驱动相在半填充蜂窝晶格有限系统通过精确对角化与最近和次最近邻相互作用。我们发现的证据电荷密度波相位,Kekulé键顺序和亚晶格电荷调制的相位与以前报道的平均场相图。没有明确的迹象,相互作用驱动的陈绝缘体相(Haldom相)被发现,尽管被预测由相同的平均场分析。我们通过计算电荷序和键序关联函数来表征这些相的基态简并度。
2013-08-29 cond-mat.str-el
Interaction-Driven Intervalley Coherence with Emergent Kekulé Orbitons
本文研究蜂窝晶格半填充无自旋费米子体系,发现中等相互作用可产生±K谷间相干性,并通过order-by-disorder机制涌现出Kekulé轨道子,为关联多轨道体系中寻找Kekulé畸变提供了新方向。
2025-05-05 cond-mat.str-el quant-ph
Ground-state properties of the $K-Γ$ model on a honeycomb lattice
利用级数展开和数值精确对角化方法研究了蜂窝晶格上包含Kitaev($K$)和对称非对角($Γ$)相互作用的$K-Γ$模型的基态性质.从弱相互作用的二聚体出发,将二聚体间的相互作用增强到各向同性相互作用体系。我们表明,根据$Γ$和$K$,二聚体状态生存的各向同性相互作用的系统,在那里的相变发生,或服从一个相变的磁有序状态在各向异性相互作用。结果总结在相图中。我们还证明了Kekulé二聚态在各向同性$K-Γ$模型中是不稳定的。
2020-07-14 cond-mat.str-el
A valence bond liquid on the honeycomb lattice
蜂窝晶格材料Li2RuO3在冷却到270 ℃以下时发生Ru 4+阳离子的二聚化,此时磁化率消失。我们使用密度泛函理论计算表明,这反映了一个“价键晶体”的形成,具有很强的键的反折。在变暖,X射线衍射表明,离散的三重对称性平均恢复,和二聚化明显消失。相比之下,使用高能X射线的局部结构测量表明,无序二聚体在纳米级上至少可以存活到650 ℃。因此,Li2RuO3的高温相是价键液体的一个例子,其中热波动驱动不同二聚体覆盖率之间的共振,这是通常与高T $_c$铜酸盐相关讨论的共振价键状态的经典类似物。
2013-11-14 cond-mat.str-el
Weak plaquette valence bond order in the $S=1/2$ honeycomb $J_1-J_2$ Heisenberg model
利用密度矩阵重整化群,研究了具有第一($J_1$)和第二近邻($J_2$)相互作用的蜂窝晶格上的$S=1/2$ Heisenberg模型.我们能够研究长开口圆柱体的宽度高达12晶格间距。对于$J_2/J_1$接近0.3,我们发现一个明显的顺磁相,由反铁磁相为$J_2\lesssim 0.26$和由价键晶体为$J_2\gtrsim 0.36$接壤。在这个中间阶段,我们发现最长的相关长度是格片价键(PVB)顺序。这种相关长度的增长与圆柱周长强烈,表明量子临界或弱PVB秩序。
2013-03-22 cond-mat.str-el
Plaquette valence-bond ordering in J_1-J_2 Heisenberg antiferromagnet on the honeycomb lattice
采用精确对角化方法,在S_z=0基和最近邻单重价键(NNVB)基下研究了蜂窝晶格上具有第一和第二邻反铁磁交换的S=1/2海森堡模型(J_{1} - J_{2}模型).我们发现,当0.2<J_2/J_1<0.3时,NNVB基对基态的描述与精确结果相比是恰当的。通过分析二聚体-二聚体以及格片-格片的相关性,并定义适当的结构因子,我们研究了可能的对称性破缺态作为阻挫区基态的候选者。在0.2<J_2/J_1<0.3的情况下,我们提供了大量支持格片价键有序的证据.通过进一步增加比率J_2/J_1,该状态经历向交错二聚化状态的转变。
2011-01-31 cond-mat.str-el
Néel to valence-bond solid transition on the honeycomb lattice: Evidence for deconfined criticality
我们研究了蜂窝晶格上的自旋1/2 SU(2)模型,其中最近邻反铁磁交换$J$有利于Néel有序,而竞争的6-自旋相互作用$Q$有利于价键固体(VBS)态,其中键能在“柱状”波矢${\mathbf K} = (2π/3,-2π/3)$上有序.我们提出了一个直接的连续量子相变Néel和VBS状态之间的量子蒙特卡罗证据,指数和对数违反标度与那些类似的deconfined临界点上的正方形晶格。虽然这强烈建议在deconfined临界性方面的描述,测得的三倍各向异性的VBS序参量的相位显示不寻常的近边缘的行为在临界点。
2013-08-26 cond-mat.str-el
Phase structure of monolayer graphene from effective U(1) gauge theory on honeycomb lattice
基于蜂窝晶格上的U(1)规范理论,研究了单层石墨烯的相结构.受U(1)格点规范理论的强耦合展开的启发,我们考虑了费米子之间的在位相互作用和最近邻相互作用。当在位相互作用占主导地位时,蜂窝晶格的亚晶格对称性破缺(SLSB)发生。另一方面,当最近邻位之间的相互作用相对较强时,出现两种不同类型的自发凯库勒畸变(KD 1和KD 2),而不破坏亚晶格对称性。从有效费米子模型的平均场自由能得到了SLSB、KD 1和KD 2的相图和相界。在这三个相中的任何一个中,都可以诱导出电子光谱中的有限间隙。
2012-03-29 cond-mat.str-el hep-lat hep-ph
Valence-bond crystalline order in the $s=1/2$ $J_{1}$--$J_{2}$ model on the honeycomb lattice
利用耦合集团方法研究了具有最近邻交换耦合$J_{1}>0$和次最近邻交换耦合$J_{2} \equiv xJ_{1}>0$的蜂窝晶格上自旋为1/2的海森堡反铁磁体的相图.在$0<x<1$范围内,我们发现四个相分别表现出Néel,6-自旋元格,交错二聚体和Néel-II有序,量子临界点在$x_{c_{1}} \approx 0.207(3), x_{c_{2}} \approx 0.385(10)$和$x_{c_{3}} \approx 0.65(5)$。在$x_{c_{1}}$和$x_{c_{3}}$的跃迁似乎是连续的(因此是去精细的)跃迁,而在$x_{c_{2}}$的跃迁似乎是直接的一阶跃迁。
2013-06-22 cond-mat.str-el
Topological Fermi liquids from Coulomb interactions in the doped Honeycomb lattice
我们在蜂窝晶格中得到了一个最近邻的反常霍尔金属态,它只产生于局部最近邻库仑相互作用V的自发破缺对称态。关键的成分是扩大晶胞,容纳六个原子,允许凯库勒扭曲,并支持自洽电流,创造非平凡的磁配置,总通量为零。在变分平均场方法中,我们发现了一个时间反演对称性(T)破缺的金属相,它在参数空间中非常接近于Pomeranchuk不稳定性。在T破区域内的主要配置是具有非零霍尔电导率的反常霍尔相,实现了拓扑费米液体。当V值较小时,霍尔电导率为零的T形断相在参数空间的一个小区域内是稳定的。
2011-05-19 cond-mat.other cond-mat.str-el
Phase Diagram of a Frustrated Quantum Antiferromagnet on the Honeycomb Lattice: Magnetic Order versus Valence-Bond Crystal formation
我们提出了一个全面的计算研究的蜂窝晶格上的受抑S=1/2海森堡反铁磁体的相图,与第二最近(J2)和第三近邻(J3)耦合。利用自旋模型的精确对角化、投影到最近邻短程价键基的哈密顿量和有效量子二聚体模型的精确对角化以及自洽的集团平均场论,我们确定了区域J2,J3 \in [0,1]中几个磁有序相的边界,并在它们之间发现了一个相当大的磁无序区.我们的特点是部分的磁无序相作为一个plaquette价键晶体相。在较大的J2,我们位于一个相当大的区域,其中交错的价键晶体相关性被发现是重要的,无论是由于真正的价键晶体有序或作为一个结果的磁有序相,打破晶格旋转对称。此外,我们发现,一个特定的参数自由Gutzwiller投影紧束缚波函数具有显着准确的能量相比,有限大小的外推ED能量沿过渡线从传统的Néel到plaquette VBC阶段,一个事实,点可能有趣的临界行为-如一个decofined临界点-在这个过渡。我们还评论的相关性,这种自旋模型的自旋液体区域中发现的半满哈伯德模型蜂窝晶格模型。
2011-07-11 cond-mat.str-el
The fate of the resonating valence bond in graphene
我们应用一个变分的波函数,能够定性和定量地描述所谓的“共振价键”在现实的材料,通过改进标准的从头计算的量子蒙特卡罗方法。在这个框架中,我们清楚地确定了Kekulé和Dewar贡献的苯分子的化学键,我们建立了相应的共振价键能这些众所周知的结构($\simeq 0.01$ eV/atom)。我们应用这种方法来揭示未掺杂的石墨烯中化学键的性质,并表明这种图像仅保留在几个原子单位的小“共振长度”内。
2011-03-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Robust singlet dimers with fragile ordering in two-dimensional honeycomb lattice of Li$_2$RuO$_3$
当一个电子系统具有强相关性和大的自旋轨道相互作用时,它通常会表现出过多的相互竞争的量子相。如何从几种可能性中选出一个特定的量子基态是一个非常有趣的问题。然而,同样令人着迷的是,这样的量子纠缠态是如何由于微扰而分裂的。这个重要的问题与从强关联电子物理到量子信息的各种科学领域都有关联。在这里,我们报告,量子纠缠二聚态或价键晶体(VBC)相的Li2RuO3显示非平凡的掺杂依赖性,因为我们扰动的Ru蜂窝晶格取代Ru与Li。通过大量的实验研究,我们证明了VBC相熔化成RVB(共振价键)型的价键液相。这个系统提供了一个有趣的游乐场,人们可以在这里测试和完善我们目前对单个化合物中量子竞争阶段的理解。
2016-04-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Competition between spin liquids and valence-bond order in the frustrated spin-$1/2$ Heisenberg model on the honeycomb lattice
利用变分波函数和Monte Carlo方法,研究了蜂窝晶格上第一近邻$J_1$和第二近邻$J_2$反铁磁耦合的反铁磁海森堡模型.我们进行了系统的比较磁有序和自旋态(自旋液体和价键固体),以获得基态相图。Néel顺序是稳定的小值的令人沮丧的第二邻居耦合。增加比例$J_2/J_1$,我们发现强有力的证据,连续过渡到一个连续的阶段在$J_2/J_1 \approx 0.23$。在跃迁点附近,Gutzwiller投影的均匀共振价键态给出了精确基态能量的极好近似。对于$0.23 \lesssim J_2/J_1 \lesssim 0.4$,具有狄拉克节点的无隙$Z_2$自旋液体与元格价键固体竞争。与此相反,在以前的工作中考虑的带隙自旋液体有显着更高的变分能量。尽管预期格片价键顺序会在Néel顺序融化后立即出现,但这种有序状态显然只对$J_2/J_1 \gtrsim 0.3$有利。最后,对于$0.36 \lesssim J_2/J_1 \le 0.5$,具有柱状序的价键固体作为基态,其能量也低于具有共线序的磁性状态。我们进行了详细的有限尺寸标度和标准的数据崩溃分析,我们讨论了一个去限制的量子临界点分离的Néel反铁磁体从plaquette价键固体的可能性。
2017-10-05 cond-mat.str-el
Resonating valence-bond physics on the honeycomb lattice
研究了蜂窝晶格上SU($2$)对称$S=1/2$反铁磁体的最近邻共振价键(RVB)波函数的键和自旋关联.我们发现,在这个波函数中的自旋相关是短程的,而键能相关函数呈现振荡幂律形式$D(\vec{r}) \sim \cos({\mathbf Q}\cdot {\vec{r}}) /|{\vec{r}}|^{η_w(2)}$,其中${\mathbf Q} = (2π/3, -2π/3)$是对应于蜂窝晶格上的“柱状”价键固体顺序的波矢量,和$η_w(2) \approx 1.49(3)$。我们使用最近推出的大$g$展开方法,涉及SU($g$)波函数的键能转换器的相互作用的完全填充的二聚体模型与强度$V(g)=-\log(1+1/g^2)$的三个二聚体相互作用的二聚体相关性。引入$g=2$,数值计算发现该模型的二聚体关联函数$D^{d}(\vec{r})$具有$D^{d}(\vec{r}) \sim \cos({\mathbf Q}\cdot {\vec{r}}) /|{\vec{r}}|^{η_d(2)}$与$η_d(2) \approx 1.520(15)$的幂律行为,与波函数结果相当一致。我们还研究了$g=3,4,10$的相同数量,发现SU($g$)波函数中的键能相关性始终很好地再现了相互作用二聚体模型中相应的二聚体相关性。
2015-07-18 cond-mat.str-el
Dynamical properties of Néel and valence-bond phases in the $J_1-J_2$ model on the honeycomb lattice
利用基于Gutzwiller投影费米子态的变分Monte Carlo方法,研究了蜂窝晶格上反铁磁$S=1/2$海森堡模型在第一近邻($J_1$)和第二近邻($J_2$)耦合下的动力学结构因子.体系的基态表现出${J_2/J_1 \lesssim 0.23}$的长程反铁磁有序、${0.23 \lesssim J_2/J_1 \lesssim 0.36}$的格构价键有序和${J_2/J_1 \gtrsim 0.36}$的柱状二聚体有序。在反铁磁态中,观察到一个定义明确的磁振子模,其色散与$J_2=0$的线性自旋波近似相当吻合。当包括非零的第二近邻超交换时,在$K$点周围形成类似于Roton的模式(即,布里渊区的角落)。当$J_2/J_1$增加时,该模式变软,并在过渡点$J_2/J_1 \approx 0.23$处变为无间隙。在这里,在动力学谱中可以清楚地看到一个很宽的连续态,这表明至少在相对高的能量下,可能存在近似非受限的自旋子激发。对于较大的值的$J_2/J_1$,价键顺序检测和系统的光谱变得明显的缺口,在低能量的三重子模式。这是特别明显的二聚体价键相的光谱,其中的三重子模式是相当好的分离,从连续的激发,出现在更高的能量。
2019-12-19 cond-mat.str-el
Plaquette-RVB state in the Frustrated Honeycomb Antiferromagnet
我们研究了蜂窝格子$J_1-J_2$模型中次近邻相互作用引起的格片-RVB(pRVB)态。从退耦六边形的极限出发,我们发展了一种元胞算符方法来描述pRVB态及其低能激发。我们的计算澄清了假定的pRVB态必然具有f-波对称性-元格波函数是凯库莱结构的反对称组合。我们估计了作为$J_2/J_1$的函数的元格有序振幅、基态能量和自旋能隙。pRVB状态在$J_2/J_1 \sim 0.25$附近最稳定。我们确定的波矢量的最低三重激发,这可以使用精确对角化或DMRG研究进行验证。当$J_2$被约化时,我们可以有一个非限定的量子相变(QPT)或一个一阶跃迁到Néel态。当$J_2$增加时,我们推测系统经历一级相变,进入打破晶格转动对称的状态。
2013-02-15 cond-mat.other cond-mat.str-el
Wess-Zumino-Witten Terms in Graphene Landau Levels
我们考虑了中性单层和双层石墨烯的反铁磁和Kekulé价键固体有序在零能朗道能级上的相互作用。我们建立了这些订单之间的Wess-Zumino-Witten项的存在:这意味着它们的量子涨落是由量子自旋系统的去限制临界理论描述的。我们提出的实验,包括可能存在的激子超流在双层石墨烯的影响。
2020-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum spin Hall insulator on the honeycomb lattice induced by ferromagnetic exchange interaction
研究了交换耦合增强的半填充蜂窝晶格上关联电子的多体不稳定性。该体系采用包含次近邻库仑排斥($V_2$)和最近邻交换相互作用($J$)的扩展哈伯德模型描述。我们使用截断单位泛函重整化群方法在$V_2$和$J$的参数空间中确定了具有更高分辨率的基态相图。在没有在位排斥和存在相当大的次近邻排斥和增强的最近邻交换相互作用的情况下,我们遇到量子自旋霍尔相,自旋凯库勒相,以及三子晶格和无公度电荷密度波相。我们提出了一个方案,一贯结合截断单位泛函重整化群和平均场近似,这是不同于传统的,直接使用重整化群的结果作为输入的平均场计算。利用该方案详细研究了量子自旋霍尔相位,得到了体带隙、陈数和螺旋边态等特征。
2023-01-24 cond-mat.str-el
Competing states in the SU(3) Heisenberg model on the honeycomb lattice: Plaquette valence-bond crystal versus dimerized color-ordered state
对蜂窝晶格上SU(3)海森堡模型的基态作了一些预测:张量网络模拟发现了元格序[Zhao等人,Phys.Rev.B85,134416(2012)],其中单线态形成在六边形上,而线性味波理论(LFWT)提出了二聚化的颜色有序状态[Lee和Yang,Phys.Rev.B85,134416(2012)]。100402(2012)]。在这项工作中,我们表明,前一个状态是真正的基态通过系统的研究与无限的投影纠缠对态(iPEPS),其精度可以系统地控制由所谓的键尺寸$D$。这两种竞争状态可以通过使用不同的晶胞尺寸用iPEPS再现。对于小的$D$,二聚体态具有比元格态更低的变分能量,然而,对于大的$D$,后者在能量上变得有利。精确对角化和变分蒙特卡罗研究也证实了元胞体的形成,根据这两个二聚化和元胞体状态是非手征通量状态。
2013-02-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Quantum Phase Transitions around the Staggered Valence Bond Solid
受最近数值结果的启发,我们研究了蜂窝晶格和正方晶格上Z_2自旋液体、Neel有序和各种价键固体(VBS)态之间的量子相变,重点研究了交错VBS。与已被广泛理解的柱状VBS序相反,交错的VBS不由具有Z_N各向异性的XY序参量描述,该Z_N各向异性接近这些量子相变。相反,我们证明了在蜂窝晶格上,交错VBS更合适地描述为具有立方各向异性的O(3)或CP(2)序参量,而在正方形晶格上,它被描述为O(4)或CP(3)序参量。
2011-03-08 cond-mat.str-el
Instabilities on graphene's honeycomb lattice with electron-phonon interactions
我们研究了电子-声子相互作用对蜂窝晶格上电子的多体不稳定性的影响,以及它们与电荷中性的排斥性局域和非局域库仑相互作用的相互作用。为此,我们考虑面内光学声子模式与波矢接近的$Γ$点以及$K, -K$点,并计算有效的声子介导的电子-电子相互作用,通过整合出的声子模式。订购趋势研究的动量分辨功能重整化群的方法,允许出现的不稳定性的一个公正的调查。在一个排他性的和超临界声子介导的相互作用的情况下,我们发现一个凯库勒和一个电子键排序倾向于优于$s$波超导态。不同的声子诱导有序之间的竞争清楚地表明,在小和大波矢转移的声子之间的排斥相互作用。我们进一步讨论了声子介导的相互作用对电子驱动的不稳定性诱导的现场,最近邻和次最近邻密度-密度相互作用的影响。我们发现的自旋密度波秩序的参数制度的延伸,随着增加的临界尺度发生订购,和竞争订单的抑制。
2014-04-25 cond-mat.str-el
Doping effects on the valence bond solid of Li$_{2}$RuO$_{3}$ with Mn substitution
具有蜂窝结构的$Li_{2}RuO_{3}$在550 K下经历从具有$C2/m$空间群的规则蜂窝晶格到具有极强二聚化的$P2_{1}/m$空间群的价键固态的剧烈转变。采用全固溶体法合成了$Li_{2}Ru_{1-x}Mn_{x}O_{3}$,并研究了Mn含量对价键固态的影响。价键固态被认为是稳定的$x = 0.2$,根据我们广泛的实验:结构研究,电阻率,和磁化率。另一方面,扩展的X-射线吸收精细结构分析表明,二聚体的局部结构保持稳健,即使在$x = 0.2$上的二聚体键长的影响最小。这表明局部无序的二聚体结构很好地存活到富Mn相中,即使结晶稳定的平均结构具有$C2/m$空间群。我们的研究结果证明,在$Li_{2}RuO_{3}$的二聚体的形成主要是一个本地的现象驱动的轨道辅助金属-金属键的形成,这些二聚体是相对强大的对掺杂诱导的障碍。
2021-01-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Transitions to valence-bond solid order in a honeycomb lattice antiferromagnet
我们用量子Monte-Carlo方法研究了S=1/2蜂窝晶格磁体的基态相图,其中最近邻反铁磁交换J(有利于Néel有序)与两个不同的多自旋相互作用项竞争:六自旋相互作用Q_3(有利于柱状价键固体(VBS)有序)和四自旋相互作用Q_2(有利于交错VBS有序).对于Q_3 ~ Q_2 >> J,我们建立了两个不同VBS级之间的竞争使得Néel级在相图的大范围内稳定,即使J是哈密顿量中的最小能量标度。当Q_3 >>(Q_2,J)(Q_2 >>(Q_3,J))时,该模型在零温下表现出从Néel态到柱状(交错)VBS态的相变。我们建立了Néel-柱状VBS转变对于所有Q_2值都是连续的,并且沿着整个相边界的临界性质由非紧CP^1(NCCP^1)临界性理论的临界指数和振幅很好地表征,类似于在正方形晶格上观察到的。然而,一个令人惊讶的三倍各向异性的VBS序参量在临界状态下,其存在最近注意到在Q_2=0 deconfined临界点,被认为是坚持所有沿这个相边界。我们使用一个经典的类比来探索这一点,通过研究临界点的三维XY模型与四重各向异性场,这是已知的是弱无关的三维XY临界点。在这种情况下,我们再次发现,临界各向异性似乎饱和到一个非零值的大小范围内访问我们的模拟。
2015-02-03 cond-mat.str-el
Magnetic Frustration in a Mn Honeycomb Lattice Induced by Mn-O-O-Mn Pathways
采用X射线吸收光谱研究了具有Mn蜂窝晶格结构的层状Mn氧化物Bi 3 Mn 4 O 12(NO3)的电子结构。Mn的价态被确定为4+,具有小的电荷转移能。我们估计的值的超交换相互作用的第四个最近的邻居(J1,J2,J3和J 4)的非限制性Hartree-Fock计算和微扰方法。我们发现,J1到J 4的绝对值与正(反铁磁)J1和J 4,以及负(铁磁)J2和J3相似,这是由于Mn-O-O-Mn途径被小的电荷转移能量激活。负的J3在蜂窝晶格中提供磁阻挫以防止长程有序。
2011-01-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A lattice gauge theory model for graphene
在这个博士论文介绍了量子化电磁相互作用下的石墨烯模型。利用严格的重整化群方法和格点沃德恒等式研究了该模型的零温和低温性质。特别是,它表明,在重整化微扰理论的所有订单,Schwinger功能和响应函数衰减与相互作用相关的异常指数。对于2点Schwinger函数,波函数重整化在红外极限发散,而有效费米速度流向光速。关于响应函数,那些与蜂窝晶格的凯库勒畸变和电荷密度波不稳定性相关的响应函数被电磁电子-电子相互作用增强(它们在实空间中的标度被抑制),而对密度-密度响应函数的标度指数的最低阶校正消失。然后,在存在一个固定的凯库勒畸变的模型进行了研究,它表明,相互作用强烈重整化的晶格畸变的有效振幅。最后,通过推导非BCS能隙方程,讨论了电子排斥对Peierls-Kekulé不稳定性的影响,证明了强电磁相互作用促进了晶格的自发畸变和能隙的打开.本论文是在与A.朱利安尼和V.马斯特罗彼得罗。
2011-05-06 cond-mat.str-el hep-th math-ph
Spin dynamics and continuum spectra of the honeycomb J1-J2 antiferromagnetic Heisenberg model
利用自旋集团微扰理论研究了蜂窝晶格上反铁磁$J_{1}$ - $J_{2}$ Heisenberg模型的动力学性质.我们得到了相图中所有可能相的激发光谱,包括Néel相、格构价键固相、二聚体价键固相和条纹反铁磁相。在Néel位相中,除了磁振子色散的重整化外,我们还发现在第二布里渊区(BZ)附近有一个圆顶状的宽连续谱,在BZ的拐角处有一个强连续谱.在价键固相中,光谱主要由一个强大的广泛的连续一路下降到低于$J_1$共存的最低能量的三重子模式表征的格片和二聚体相。我们把这种强的宽连续谱和靠近Néel相BZ角的附加连续谱归因于分数自旋激发的贡献。在条纹相,一个明显的区别,从线性自旋波近似的是,光谱是带隙的$M$点,而后者所获得的是由于强烈的量子涨落无带隙。我们指出,在Néel相中观察到的特征与最近对YbCl $_{3}$和YbBr $_{3}$的中子散射实验是一致的。
2022-05-25 cond-mat.str-el
Two-dimensional Valence Bond Solid (AKLT) states from $t_{2g}$ electrons
蜂窝格子上的二维AKLT模型已被证明是量子计算的通用资源。然而,在这种价键固体中,自旋相互作用涉及海森堡耦合$(\vec{S}_i \cdot \vec{S}_j)^n$的更高幂次,使得这些状态在二分晶格上看起来不切实际,在那里人们期望一个简单的反铁磁序。我们表明,这些相互作用可以产生的轨道物理多轨道莫特绝缘体。我们专注于蜂窝晶格上的$t_{2g}$电子,并提出了一个物理实现的自旋$3/2$ AKLT状态。通过密度矩阵重整化群(DMRG)模拟,我们发现在Hund规则耦合增加的情况下,从AKLT到Neel态的相变。AKLT状态的实验签名由晶格空位上的受保护的自由自旋-1/2组成,这可以在自旋磁化率中检测到。
2015-01-14 cond-mat.str-el
$Γ$-Valley Transition-Metal-Dichalcogenide Moirè Bands
大多数第VI族过渡金属二硫属化物薄膜的价带最大值保持在$Γ$ -点的所有方式从体到双层。在本文中,我们发展了一个连续理论的莫尔带形成的$Γ$ -谷同质双层膜的价带中的一个小的相对扭曲。我们的有效理论是基准对大规模从头计算的电子结构计算,占晶格弛豫。作为一个涌现的$D_6$对称性的结果,我们发现,低能量$Γ$ -谷莫尔孔定性地不同于他们的K-谷对应前面提到的;在能量顺序的前三个带实现i)蜂窝晶格上的单轨道模型,ii)蜂窝晶格上的双轨道模型,和iii)kagome晶格上的单轨道模型。
2020-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Revelation of Mott insulating state in layered honeycomb lattice Li$_2$RuO$_3$
利用光电子能谱和能带结构计算研究了蜂窝晶格Li $_2$ RuO $_3$的电子结构中电子相关性的作用。具有Ru网络作为蜂窝晶格的单斜Li $_2$ RuO $_3$在T $_c$ $\sim$ 540 K下经历从高温相$C2/m$到低温二聚相$P2_1/m$的磁结构转变。室温价带光电子能谱显示出在费米能级处没有强度的绝缘基态($E_F$)。从高、低光子能价带光电子能谱中提取的Ru 4 $d$带表明,该体系的表面和体相电子结构非常相似。用广义梯度近似(GGA)计算能带结构得到金属基态,而屏蔽杂化(YS-PBE 0)泛函揭示了在几乎简并的$d_{zx}$ / $d_{yz}$轨道上开了一个能隙,而$d_{xy}$轨道已经有能隙. Ru 3 $d$芯能级谱具有明显的非屏蔽特征,这直接证明了Ru 4 $d$电子间的强电子相关性,并通过高分辨谱中$E_F$附近态密度(DOS)与$|E-E_F|^2$的关系得到证实,从而确定Li $_2$ RuO $_3$为Mott绝缘体.
2023-01-21 cond-mat.str-el
Quantum phases in the frustrated Heisenberg model on the bilayer honeycomb lattice
本文采用解析和数值相结合的方法研究了双层蜂窝晶格上受抑海森堡模型的相图。使用Schwinger玻色子描述的自旋算子,然后平均场去耦,磁相图作为阻挫耦合$J_{2}$和层间耦合$J_{\bot}$的函数进行了研究。磁有序相和无序相的存在下进行了研究,通过评估的基态能量,自旋间隙,局部磁化和自旋-自旋相关性。我们观察到一个相位与自旋间隙和短程Néel相关生存的非零次近邻相互作用和层间耦合。此外,我们检测到的重入行为在Néel相的熔化和对称性恢复时,该系统经历了从层间价键晶体相的过渡到层间价键晶体相的签名。我们补充我们的工作与精确对角化的小集群和二聚体系列膨胀计算,连同一个线性自旋波的方法来研究作为一个函数的自旋$S$,挫折和层间耦合的相图。
2014-01-07 cond-mat.str-el
Chiral d-wave superconductivity on the honeycomb lattice close to the Mott state
我们研究了半填充时接近Mott态的蜂窝晶格上的超导电性。由于六重晶格对称性和相反动量的不相交费米面,我们表明,几个不同的完全带隙的超导状态自然存在于蜂窝晶格,其中的手征$d+id'$波状态已被证明出现时,超导性出现接近莫特状态。用重整化平均场论研究t-J模型和Hubbard-U模型的量子MonteCarlo计算,我们证明了$d+id'$波态是从中间到强耦合范围内很宽的在位排斥U的有利超导态。我们还研究了混合手征d-波状态的可能性,其中整体手征取消。我们发现,由于超导序参量的零动量和自旋单重态性质,在t-J模型中,如果不减少平移对称性,一个谷区具有$d+id'$波对称性,而另一个谷区具有$d-id'$波对称性的态是不可能的.此外,任何扩展的单位晶胞要么导致不相交的狄拉克点,这不能窝藏这种混合的手征状态,或两个谷在区域中心退化,其中谷杂交防止不同的超导凝聚。我们还研究了扩展的单位细胞的整体手性取消在真实空间。对于包含多达8个站点的超晶胞,包括凯库勒失真,我们发现没有积极有利的d-波解决方案与整体零手征的t-J模型的限制内。
2014-09-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum spin Hall effect in a two-orbital model on a honeycomb lattice
在双轨道紧束缚模型中研究了蜂窝晶格上的自旋霍尔效应。我们表明,该模型表现出三个拓扑不同的绝缘相在半填充,这是由不同的量子化值的自旋霍尔电导率区分。我们分析确定的相界,在那里的价带和导带接触,形成狄拉克节点在费米能级。结果进行了讨论的有效反对称自旋轨道耦合。的凯恩-梅勒模型和影响的磁电效应的关系进行了讨论。
2014-09-07 cond-mat.str-el
On flat band engineering and graphene nanomesh magnonics
University of Rome Tor Vergata(罗马托尔维加塔大学);INFN(意大利国家核物理研究所);Institute for Nuclear Problems, Belarusian State University(白俄罗斯国立大学核问题研究所)
研究揭示了基于蜂窝晶格的二维系统中拓扑反铁性现象,其能产生完全平坦的电子能带,为构建预测性的石墨烯单层纳米网格提供新方法,推动低功耗有机自旋电子学发展。
2026-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
$C_3$ symmetry breaking metal-insulator transitions in a flat band in the half-filled Hubbard model on the decorated honeycomb lattice
研究了半满装饰蜂窝晶格上的单轨道哈伯德模型。在非相互作用理论中,在半填充时费米能位于一个平坦的带内,在那里强关联被增强。晶格非常沮丧。我们发现一个相关驱动的一阶金属-绝缘体过渡到两个不同的绝缘基态-一个二聚体价键固体莫特绝缘体时,三角形间的相关占主导地位,和一个破碎的$\mathcal{C}_3$对称反铁磁体时,三角形内的相关占主导地位的挫折。金属-绝缘体过渡到这两个阶段有非常不同的字符。金属破缺的$\mathcal{C}_3$反铁磁跃迁是由自发的$\mathcal{C}_3$对称性破缺驱动的,该对称性破缺提升了费米能级处拓扑学上所需的简并,并在准粒子谱中打开了一个能隙。金属-二聚体价键固体跃迁不破坏哈密顿量的对称性。这是由于强关联使电子结构重整化为一个相位,该相位与自旋1/2海森堡模型的平凡带绝缘体和基态在相关参数范围内都有电连接。因此,这些金属-绝缘体转变都不能用Brinkmann-Rice或Slater范式来理解。
2022-05-17 cond-mat.str-el
Phase diagram of interacting spinless fermions on the honeycomb lattice: A comprehensive exact diagonalization study
本文研究了半填充蜂窝晶格上具有最近邻和次最近邻密度-密度相互作用的无自旋费米子的相图。使用精确对角化技术的完整的哈密顿量和约束子空间,结合一个精心选择的有限大小的集群,我们确定不同的电荷排序发生大的相互作用。在这个区域中,我们发现了一个两个亚晶格的Néel态,一个电荷调制态的单位晶胞的三倍,一个锯齿形的相位和一个新的电荷有序态的12个网站的单位晶胞,我们称之为Néel域壁晶体,以及相分离的吸引相互作用的区域。相图中相当大的区域是经典简并的,但目前还不清楚有序无序机制是否会提升简并度。对于中间排斥,我们发现的证据凯库勒或plaquette键序波相位。我们还调查了自发陈绝缘体相(被称为拓扑莫特绝缘体)的可能性,如先前提出的几个平均场的研究。虽然我们无法检测到令人信服的证据,这一阶段的基础上的能量谱和序参量,我们发现一个增强的电流-电流的相关性与预期的空间结构相比,非相互作用的情况。虽然对于所研究的$t{-}V_1{-}V_2$模型的相变到假定的拓扑莫特绝缘体是抢占的相变的各种有序状态,我们的研究结果可能暗示的可能性拓扑莫特绝缘体在一个扩大的哈密顿参数空间,其中的竞争相被抑制。
2015-08-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Global Phase Diagram of the Extended Kitaev-Heisenberg Model on Honeycomb Lattice
本文研究了扩展的Kitaev-Heisenberg(EKH)量子自旋模型,该模型是在最近提出的描述蜂窝状铱酸盐的KH模型中加入键依赖的非对角Heisenberg项.自旋算符的严格数学映射揭示了模型哈密顿量的内在对称性。采用基于张量网络的无偏纠缠重整化方法,得到了包含8个不同量子相的全局相图。利用自旋算符的对偶映射,可以清楚地理解整体相图中的各个磁相。最后,我们发现在多个磁相竞争最激烈的四临界区,一个价态固态出现为基态。
2015-01-28 cond-mat.str-el
Critical exponents for the valence-bond-solid transition in lattice quantum electrodynamics
最近的无符号问题量子蒙特卡罗模拟(2+1)维晶格量子电动力学(QED $_3$)与$N_f$风味的费米子在正方形晶格上发现了连续的量子相变之间的临界相和有间隙的价键固体(VBS)相的风味号码$N_f=4$,$6$,和$8$的证据。我们导出了这些跃迁的临界理论,手征$O(2)$ QED $_3$ -Gross-Neveu模型,并证明了后者与规范Nambu-Jona-Lasinio模型是等价的.利用已知的大$N_f$结果,我们估计了上述跃迁的序参量反常维数和关联长度指数。在规范和非规范手征$O(2)$ Gross-Neveu模型中,我们得到了费米子双线性算符维数的大$N_f$结果,分别描述了格点QED $_3$中VBS跃迁和蜂窝格点上关联费米子的Kekulé-VBS跃迁中两粒子关联函数的长距离幂律衰减.
2021-03-31 cond-mat.str-el hep-lat hep-th
Anisotropic frustrated Heisenberg model on the honeycomb lattice
研究了蜂窝晶格上具有竞争相互作用的各向异性海森堡模型的基态相图。我们使用量子蒙特卡罗模拟,以及线性自旋波和伊辛级数展开,以确定有序磁相的相边界。我们发现一个区域没有任何经典秩序附近的一个高度沮丧点。高阶关联函数在这个区域没有给出长程价键顺序的信号。低能谱是通过精确对角化得到的,用于检查小尺寸周期晶格上的拓扑序。
2012-09-11 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Persistent low-temperature spin dynamics in the mixed-valence iridate Ba$_{3}$InIr$_{2}$O$_{9}$
利用热力学测量、中子衍射、核磁共振和μ子自旋弛豫,我们建立了Ba $_3$ InIr $_2$ O $_9$中的量子自旋液体行为,其中未成对电子位于混合价Ir $_2$ O $_9$二聚体上,Ir $^{4.5+}$离子。尽管反铁磁居里-外斯温度约为10 K,但在至少20 mK的温度下,既没有观察到长程磁序,也没有观察到自旋冻结,因此自旋在近三十年的温度下是短程相关和动态的。自旋-晶格弛豫速率和比热的二次幂律行为表明基态的无隙性质。我们设想,这种奇异的行为可能与混合价设置中最近邻交换耦合的三角形和屈曲蜂窝几何形状的前所未有的组合有关。
2017-11-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Variational RVB wave function for the spin-1/2 Heisenberg Model on honeycomb lattice
在这项工作中,提出了一个长程共振价键态作为蜂窝晶格上$S=1/2$反铁磁海森堡模型基态的变分波函数。采用变分蒙特卡罗(VMC)方法,我们证明了由这种RVB波函数得到的基态能量远低于Néel态的能量,并与由自旋波理论和级数展开法得到的能量进行了很好的比较.我们还得到了沿Z字形和扶手椅方向的自旋-自旋关联函数,发现这两种关联是不同的,这表明了系统的各向异性性质。与正方晶格的结果比较表明,蜂窝晶格上的量子涨落虽然强得多,但并没有完全破坏磁序。
2008-12-17 cond-mat.str-el
Classical dimers and dimerized superstructure in orbitally degenerate honeycomb antiferromagnet
本文讨论了蜂窝晶格上自旋为1的离子的自旋轨道模型的基态,该离子具有部分填充的$t_{2g}$能级。我们发现,轨道自由度诱导自旋自发二聚化,并将它们驱动到由晶格的硬核二聚体(自旋单重态)覆盖所跨越的流形中。通过磁致弹性耦合引入合作的“二聚体Jahn-Teller”效应,并显示出提升二聚体的取向简并性,导致奇特的价键晶体图案。本理论为Li $_2$ RuO $_3$化合物在低温下的二聚超结构提供了理论解释。
2008-03-18 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el