Rashba spin-orbit coupling in the square lattice Hubbard model: A truncated-unity functional renormalization group study
本文采用截断统一泛函重整化群方法研究方格Rashba-Hubbard模型,分析了磁性和超导不稳定性,推导了依赖自旋-轨道耦合、次近邻跃迁和电子填充的相图,发现公度与非公度磁相与d波超导竞争,并量化了反演对称性破坏导致的d波单态与f波三重态配对的混合。
2022-11-03 cond-mat.str-el
Transient dynamics and quantum phase diagram for the square lattice Rashba-Hubbard model at arbitrary hole doping
本研究利用正弦平方变形晶格平均场模型及渐进变形包络技术,确定了任意空穴掺杂下Rashba-Hubbard模型的磁性相图,并发现Rashba自旋-轨道耦合显著改变基态性质,且淬灭动力学可模拟准开放系统。
2023-06-23 cond-mat.str-el
Phase diagram of the square lattice Hubbard model with Rashba-type antisymmetric spin-orbit coupling
我们阐明了具有Rashba自旋轨道耦合(SOC)的半填充正方晶格哈伯德模型的基态相图,其特征是由于反转对称性破缺而导致的自旋分裂能带.虽然Rashba金属和绝缘磁体已经得到了很好的研究,但由于缺乏合适的理论工具来无偏地描述大尺度磁结构,系统的中间相互作用强度仍然难以捉摸。我们互补地应用正弦平方变形平均场论、无规相位近似、Luttinger-Tisza方法和密度矩阵嵌入理论等四种不同的方法,成功地捕获了以前被忽略的具有很长空间周期的非公度自旋密度波(SDW)相位。从金属相到SDW相的转变是由一种前所未有的不稳定性驱动的,这种不稳定性嵌套了费米表面的两个部分,携带相反的自旋。对于大的SOC,当四个Dirac点存在于费米能级附近,并且它们的整个线性色散嵌套一个波长$π$,打开一个带隙时,得到螺旋相、柄相和涡旋相。这两种类型的过渡提供了区分反对称SOC系统的费米学,产生了各种各样的磁相,从相对较弱的相关制度开始,并继续到强相互作用的限制。
2023-01-18 cond-mat.str-el
Spin-orbit coupled superconductivity: Rashba-Hubbard model on the square lattice
弱耦合重整化群方法是研究关联电子晶格模型超导不稳定性的一种渐近精确方法。在这里,我们将其扩展到自旋轨道耦合晶格系统和研究新兴的超导相的Rashba-哈伯德模型。由于Rashba型自旋轨道耦合破坏了反转对称性,所产生的超导相可能是自旋单重态和自旋三重态的混合物。我们以二维正方晶格为范例,讨论了自旋轨道耦合超导态的对称性,包括螺旋自旋三重态超导性。我们还讨论了如何最好地处理分裂的能带内的方法,限制成对电子的费米表面上的动量。
2020-12-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin Hall effect in Rashba-Dresselhaus planar strips in the presence of electron correlations
本文研究了零温、四分之一填充的平面带上同时具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道(SO)耦合和Hubbard电子-电子相互作用的模型。在没有哈伯德排斥和平衡,在线性响应理论,自旋霍尔电导率的Rashba(α)和Dresselhaus(β)强度的比例的函数的非单调行为被发现足够大的SO强度。这种行为通过在区间[0,1]中的β/α中间值处的峰值或尖点来表示,具体取决于条带宽度。自旋霍尔电导率的这种行为与纵向自旋电导率的行为相关。这项研究,然后扩展到平衡制度,所产生的施加有限的电压偏置之间的两端的开放带。这个系统,在一个耦合U的Hubbard项的存在下,处理与密度矩阵重整化群技术和Landauer-Buttiker形式。结果发现,自旋霍尔效应的相关属性,如横向自旋电流和自旋积累,呈现出类似的非单调行为的自旋电导率。更重要的是,我们还发现,这些性质的增强,由排斥哈伯德相互作用,直到一个中等值的U。
2018-02-03 cond-mat.str-el
Mechanism for unconventional superconductivity in the hole-doped Rashba-Hubbard model
受拓扑超导性研究的启发,本文研究了具有第一和第二近邻跳跃的正方晶格上空穴掺杂Rashba-哈伯德模型的超导配对不稳定性.在弱耦合方法的基础上的随机相位近似,我们计算的自旋涨落介导的配对相互作用的自旋轨道耦合和空穴掺杂的函数。Rashba自旋轨道耦合分裂了带的自旋简并,这导致在两种不同的填充处的两个van Hove奇点。我们发现,这两个范霍夫填充之间的一个广泛的掺杂区域的自旋波动表现出强铁磁的贡献。由于这些铁磁波动,三重$f$波配对通道是占主导地位的填充区域内,导致在拓扑nontrival阶段。我们讨论了可能的实验实现这一阶段的重费米子混合结构。
2018-04-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Proximity-driven ferromagnetism and superconductivity in the triangular Rashba-Hubbard model
双层莫尔结构是研究强关联电子系统物理的一个高度可调的实验室。特别地,低能量下的莫尔过渡金属二硫属化物被认为是由具有自旋轨道耦合的三角晶格上的单个窄带哈伯德模型描述的。受扭曲双层材料中超导性的最新实验证据的启发,我们在二维单带Rashba-哈伯德模型中研究了可能的超导配对.在最近邻和次最近邻跳跃的情况下,利用随机相位近似,我们分析了自旋涨落的结构和超导能隙函数的对称性。我们表明,Rashba自旋轨道耦合有利于铁磁涨落,加强三重态超导性。如果由于空间反转对称性的缺乏而违反宇称,则超导性的单线态(d波)和三线态(p波)通道将混合。此外,我们表明,时间反演对称性可以自发打破导致手征超导态。最后,我们考虑准粒子干涉作为一种可能的实验技术来观察超导能隙对称性。
2021-11-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Weyl semimetallic state with antiferromagnetic order in Rashba-Hubbard model
Thapar Institute of Engineering and Technology(塔帕尔工程技术学院)
在Rashba-Hubbard模型中,通过Hartree-Fock平均场理论发现具有反铁磁序的Weyl半金属态,并探讨其自旋纹理和鲁棒性。
2026-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin polarization in the Hubbard model with Rashba spin-orbit coupling on a ladder
采用数值方法研究了在位库仑排斥与Rashba自旋轨道耦合(RSOC)之间的竞争。通过精确对角化方法研究闭环系统中的持续电流,发现当Hubbard斥力U为一定值时,RSOC V_{SO}对电流的贡献在V_{SO}的中间值处达到最大值.通过增加排斥性哈伯德耦合U,这种自旋翻转电流被抑制,并最终变得与自旋守恒电流相反。结果表明,U增强了阶梯两条腿之间的相对自旋极化,即自旋积累。对于一个完全不同的设置,其中两个半的梯子连接到一个电压偏置和随后的时间依赖性制度的密度矩阵-重整化群技术研究,观察到类似的结果为这个Hubbard-Rashba模型。有趣的是,V_{SO}和U之间的组合效应导致反铁磁有序的强烈增强,这反过来又可以解释所观察到的自旋翻转电流的行为。这种增强的自旋霍尔效应与电子相关的自旋电子器件的影响进行了讨论。
2013-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin singlet topological superconductivity in the attractive Rashba Hubbard model
本研究采用量子蒙特卡洛动力学团簇近似,发现Rashba耦合可抵消塞曼场的自旋不平衡以恢复超导,且足够强的Rashba耦合与塞曼场可诱导非平庸拓扑超导态,为拓扑超导实现提供新依据。
2022-12-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ferromagnetic fluctuations in the Rashba-Hubbard model
本文研究了正方晶格上$t$ - $t'$ -Rashba-哈伯德模型的纵向自旋磁化率中铁磁涨落的发生和起源。第二近邻跃迁$t'$和自旋轨道耦合的综合作用导致了宽填充区的铁磁涨落。自旋-轨道耦合分裂能带,导致两个范霍夫填充,费米表面的片改变了它们的拓扑结构。在这两个范霍夫填充模型显示铁磁波动。我们发现,这些铁磁涨落起源于带间贡献的自旋磁化率。这些带间贡献只出现在有一个类孔和一个类电子费米面的情况下,这是两个范霍夫填充物之间的填充物的情况。我们讨论了实验系统的影响,并提出了一个测试如何确定这些类型的铁磁波动的实验。
2020-03-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Weyl Semimetallic State in the Rashba-Hubbard Model
本文研究正方晶格Rashba-Hubbard模型,揭示Rashba自旋轨道耦合产生的二维Weyl点与螺旋零能边缘态,并用变分Monte Carlo和Hartree-Fock方法分析关联效应及弱磁序。
2024-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The Hubbard model with spin orbit coupling: a lattice gauge theory approach
研究了具有Rashba和Dresselhaus型自旋轨道相互作用的哈伯德模型的对称性。这些相互作用破坏了自旋空间中的旋转对称性,因此不能用Bogoliubov不等式方法排除磁序。然而,我们严格地表明,存在的磁性长程序可能会被排除时,Rashba和Dresselhaus耦合常数是相等的模量,而η-配对总是可以排除,无论微观参数的模型。这些结果是通过在格点上局部施加SU(2)规范对称性,并将自旋轨道相互作用改写为包含在格点上规范场的路径序中而得到的.
2012-09-13 cond-mat.str-el
Helical currents in metallic Rashba strips
研究了零温下Rashba自旋轨道耦合(RSOC)存在时金属平面带中螺旋电流的织构。在非相互作用的情况下,在没有外部电磁源的情况下,我们确定通过精确的数值对角化的单粒子哈密顿量,分布在整个带部分的这些Rashba螺旋电流(RHC)以及他们的符号振荡,作为一个函数的RSOC强度,带宽度,电子填充,和带边界条件。然后,我们研究了由Aharonov-Bohm通量引入到系统中的电荷电流的影响的情况下的环或由电压偏置的情况下的开放带。前者用变分蒙特卡罗方法研究,后者用含时密度矩阵重整化群方法研究。特别是对于由两个,三个和四个耦合链形成的条带,我们展示了这些RHC如何在存在这种感应电荷电流的情况下变化,以及它们在每条链上的自旋向上和自旋向下电子电流之间的差异,有助于解释整个条带的电荷电流分布,无论是自旋守恒还是自旋翻转类型。我们还预测了每个链上的极化电荷电流的外观。最后,我们表明,这些Rashba螺旋电流和它们的衍生功能仍然存在的现场哈伯德排斥,只要系统仍然是金属,在四分之一填充,甚至在半填充的莫特哈伯德金属绝缘体过渡发生大哈伯德排斥。
2016-04-27 cond-mat.str-el
Competing superconducting phases in interacting two-dimensional electron gas with strong Rashba spin-orbit coupling
本文研究了强Rashba自旋轨道相互作用下正方晶格上相互作用电子的性质。自旋轨道项迫使时间反演电子态在偶数库珀通道中配对。具体地说,我们只考虑了排斥的Hubbard和最近邻库仑相互作用,即扩展的哈伯德模型。为了研究超导不稳定性,我们得到的电子之间的有效相互作用的随机相位近似和治疗的配对不稳定性驱动的电荷和自旋波动及其组合效应。我们根据相互作用和电子填充绘制了该模型的相图,发现虽然$d_{xy}$和$d_{x^2-y^2}$对称性分别是最有可能由电荷和自旋波动驱动的配对对称性,但这两种波动的强烈影响会产生更高的角动量库珀不稳定性。本文还讨论了拓扑超导电性和三重态配对的可能性。
2018-12-08 cond-mat.str-el
Rashba-metal to Mott-insulator transition
最近发现的具有强Rashba自旋轨道耦合(RSOC)和强电子相关性的材料提出了关于Mott和Rashba物理学相互作用的问题。在这项工作中,我们采用集团微扰理论的二维哈伯德模型的光谱性质的存在下,一个显着的或大的RSOC。我们发现,RSOC强烈倾向于金属相和竞争与莫特本地化,导致一个非常规的情况下莫特过渡,这不再是由哈伯德$U$和有效带宽之间的比率控制。结果表明,RSOC的值有很强的敏感性。
2020-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Large modulation of the Shubnikov-de Haas oscillations by the Rashba interaction at the LaAlO$_{3}$/SrTiO$_{3}$ interface
我们利用Shubnikov-de Haas振荡方法研究了高迁移率LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面的二维费米面.我们的振荡模式的分析强调了所发挥的关键作用所带来的Rashba自旋-轨道相互作用的反转对称性的破坏,以及占主导地位的贡献的重$d_{xz}$ / $d_{yz}$轨道上的电输运。此外,我们带进光的复杂演化的振荡与载流子密度,这是调谐的场效应。
2014-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hubbard model with Rashba or Dresselhaus spin-orbit coupling and Rotated Anti-ferromagnetic Heisenberg Model
本文研究了Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合对二维正方晶格中费米子哈伯德模型的影响。在强耦合极限下,导出了一类新的量子自旋模型--旋转反铁磁海森堡模型。对于一个特殊的等价类,我们确定了一个新的自旋轨道纠缠公度基态(Y-y)受到强量子涨落在$T=0$。我们用自旋波展开到$ 1/S^2 $阶来计算量子涨落。在一定的SOC参数范围内,Y-y态支持一个大质量的相对论性的非公度磁振子(C-IC),它的两个能隙极小值位置由SOC参数连续调节。C-IC磁振子主导了所有低温热力学量,并导致纵向和横向自旋结构因子的峰位分离。在弱耦合极限下,任何弱排斥相互作用也导致弱Y-y态。从弱耦合到强耦合只有一个交叉。给出了强耦合和弱耦合下比热的高温展开式。这些C-IC磁振子在通用SOC参数或各种外部探针下所扮演的戏剧性角色被暗示。讨论了层状非中心对称材料和冷原子的实验应用。
2017-02-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Deconstructing the Hubbard Hamiltonian by Ultrafast Quantum Modulation Spectroscopy in Solid-state Mott Insulators
大多数相关电子输运的理论都是基于哈伯德哈密顿量。在这个有效的理论中,重整化的跳跃和相互作用参数只隐含地将相关的载流子耦合到微观自由度。不幸的是,没有光谱学可以单独探测这样的重整化,限制了哈伯德模型的适用性。我们在这里表明,每个单独的自由度的作用,可以明确通过使用一种新的实验技术,我们称之为“量子调制光谱”,我们在这里演示的一维莫特绝缘体ET-F2 TCNQ。我们探讨了两个本地化的分子模式,我们用中红外光脉冲驱动的电荷跳跃的作用。在调制后的光谱中出现了边带,其线形用基于动态哈伯德哈密顿量的模型拟合。一个显着的不对称性之间的重正化的doublons和holons被发现。量子调制光谱学的概念可以用来系统地解构许多材料中的哈伯德哈密顿量,揭示任何模式的作用,电子或磁性,可以被驱动到大幅度的光场。
2012-11-29 cond-mat.str-el
Rashba coupling and magnetic order in correlated helical liquids
我们研究了强相关的螺旋液体与Rashba耦合和不使用量子蒙特卡罗模拟的凯恩-梅勒模型与边缘的哈伯德相互作用。独立的Rashba耦合,我们发现,相互作用增强自旋相关和抑制费米能级的光谱权重。对于足够强的强相互作用,在单粒子谱函数中可以观察到间隙。然而,基于一个有限尺寸标度分析和理论参数,我们认为,这个差距是封闭的序参量波动在Luttinger液相,即使在零温度下,并填补了热诱导扭结在序参量在莫特相在有限的温度。虽然玻色子化表明umklapp驱动的莫特转变只有在Rashba耦合的存在下,因此后者的显着影响,我们的数值结果几乎不受Rashba耦合,即使在低温下。
2014-12-27 cond-mat.str-el
THz-Frequency Modulation of the Hubbard U in an Organic Mott Insulator
我们使用中红外脉冲与稳定的载波包络相位偏移驱动分子振动的电荷转移盐ET-F2 TCNQ,一个典型的一维莫特绝缘体。我们发现,莫特间隙,这是与10 fs的激光脉冲共振探测,与泵浦场振荡。这一观察结果表明,分子激发可以相干扰动电子的现场相互作用(哈伯德U)通过改变本地轨道波函数。间隙振荡的频率是振动模式的两倍,表明分子扭曲耦合平方的本地电荷密度。
2015-12-09 cond-mat.str-el
Topological electronic structures of non-collinear magnetic phases in a multi-orbital Hubbard model with spin-orbit interactions
National Tsing Hua University(国立清华大学);Academia Sinica(中央研究院);National Yang Ming Chiao Tung University(国立阳明交通大学)
研究多轨道Hubbard模型中非列线磁相的拓扑电子结构,揭示自旋排列、对称性和拓扑性质的相互作用。
2025-07-10 cond-mat.str-el
The Kondo Temperature of a Two-dimensional Electron Gas with Rashba Spin-orbit Coupling
利用Hirsch-Fye量子蒙特卡罗方法研究了具有Rashba自旋轨道耦合的二维电子气中的单磁杂质问题。我们计算了自旋轨道耦合,哈伯德相互作用,和化学势的各种值的自旋磁化率。通过拟合自旋磁化率的普适曲线,估算了不同参数下的近藤温度。我们发现,当化学势接近导带边缘时,近藤温度几乎是Rashba自旋轨道能量的线性函数。当化学势远离带边时,近藤温度与自旋轨道耦合无关。这些结果表明,对于该系统中的单杂质问题,改变近藤温度的最重要原因是带边附近态密度的发散,而这种发散是由Rashba自旋轨道耦合引起的.
2015-03-05 cond-mat.str-el
Interplay of Rashba, Zeeman and Landau splitting in a magnetic two dimensional electron gas
本文研究了由调制掺杂的n型HgMnTe/HgCdTe量子阱构成的磁性二维电子气的输运性质。通过分析Shubnikov-de Haas振荡及其拍频模式的节点位置,我们能够将栅电压相关的Rashba自旋轨道分裂与温度相关的巨塞曼分裂区分开来。它已被实验证明,Rashba的自旋轨道分裂是大于或相当于$sp-d$交换相互作用引起的巨大塞曼分裂,即使在中等高的磁场在这个磁性2DEG。
2002-06-18 cond-mat.str-el
Fibonacci-Hubbard Chain at Zero and Finite Temperatures
在平均场近似下,研究了具有Fibonacci调制的有限尺寸单带半填充Hubbard链。的基态属性,连同直流电导率在零和非零温度下,计算这种准周期哈伯德链。虽然发现强电子相互作用或强斐波那契调制的电导率降低,但观察到这两者之间的竞争以增强电导率。在有限温度下的结果也说明了这样的有限尺寸系统的一些有趣的功能。
2003-12-12 cond-mat.str-el
Metal-insulator transition in a quantum wire driven by a modulated Rashba spin-orbit coupling
我们研究了束缚在量子线中的电子在光滑调制的Rashba自旋轨道耦合作用下的基态性质。当调制的周期变得与带填充相称时,Rashba耦合驱动量子相变到量子绝缘状态。利用玻色化和微扰重整化群方法,我们发现这种状态对电子-电子相互作用是鲁棒的。电荷和自旋激发的间隙与具有共同的相互作用依赖指数的Rashba调制的幅度成比例。估计的预期大小的电荷间隙,使用数据的栅InAs异质结构,表明该效果可以投入实际使用,在未来的自旋晶体管设计。
2009-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Modulated Rashba interaction in a quantum wire: Spin and charge dynamics
最近表明,当调制的波数与量子线中电子的费米波长相称时,量子线中空间调制的Rashba自旋轨道耦合驱动从金属态到绝缘态的转变。有人建议,这种效应可能会在未来的自旋晶体管设计中投入实际使用。在本文中,我们重新审视这个问题,并提出了一个详细的分析基础物理。首先,我们探讨了如何建立的电荷密度波的相关性在量子线由于周期性的栅极配置,产生的Rashba调制的影响过渡到绝缘状态。电荷密度调制和自旋-轨道耦合调制之间的相互作用非常微妙:根据两种调制之间的相对相位,Rashba相互作用和电荷密度波相关性的联合作用可能会增强或减弱Rashba电流阻断效应。其次,我们询问的Dresselhaus自旋轨道耦合,是一般存在于嵌入在半导体异质结构的量子线的作用。虽然Dresselhaus耦合被发现对绝缘状态的电流封锁的工作,在大多数材料中的效果是小的。使用有效场论的方法,我们还进行了电子-电子相互作用的影响分析,并显示如何在绝缘状态下的单粒子间隙可以提取更容易访问的集体电荷和自旋激发阈值。单粒子间隙的小与Rashba和化学势调制之间的反相位关系一起构成了在InAs基器件中实现Rashba控制的电流开关的严重困难。一些替代设计进行了讨论。
2011-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Antiferromagnetic Skyrmions and Skyrmion Density Wave in Rashba Hund's Insulator
我们发现磁相托管高度难以捉摸的和技术上重要的反铁磁skyrmion准粒子在模型中的Rashba耦合洪德的绝缘体。结果是基于一个经典的超交换模型的无偏模拟,在这项工作中,从一个现实的微观电子哈密顿。我们还发现了一个新的skyrmion密度波基态的特点是一个($Q,Q$)调制的局部skyrmion密度图。一个独特的非均匀态,其特征在于一个圆形图案的自旋结构因子和附加的实空间纹理被确定为稀疏反铁磁skyrmions的父母。我们预测,这里报告的磁性状态可以实现在薄膜中的多轨道系统涉及$4d$或$5d$过渡金属。
2020-08-19 cond-mat.str-el
Dynamic cluster quantum Monte Carlo simulations of a two-dimensional Hubbard model with stripe-like charge density wave modulations: Interplay between inhomogeneity and superconductivity
利用动态团簇量子蒙特卡罗模拟,研究了1/8掺杂的二维哈伯德模型在单向条形电荷密度波调制下的超导行为.我们发现当调制长度足够大时,相对于均匀系统,对关联和临界温度有显著的增加。与不可约的粒子-粒子顶点的可分离形式,我们表明,优化的超导电性得到适度的调制强度,由于调制增强的配对相互作用之间的微妙平衡,并伴随抑制裸粒子-粒子激发的调制减少准粒子的重量。
2010-07-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Multitude of Topological Phase Transitions in Bipartite Dice and Lieb Lattices with Interacting Electrons and Rashba Coupling
我们报告的结果Hartree-Fock研究应用于相互作用的电子在两个不同的二分晶格:骰子和Lieb晶格,在半填充。在相图$U$ - $λ$中,两种晶格都发展出亚铁磁有序,其中$U$是Hubbard原位排斥,$λ$是Rashba自旋轨道耦合强度。我们的主要结果是观察到一个意想不到的众多的拓扑阶段的两个晶格。所有这些相都是亚铁磁性的,但它们之间的区别在于它们的六个陈数(六个数字是因为单位晶胞有三个原子)。在我们的研究中观察到的陈数$|C|$的范围从0到3,表明大的陈数可以通过电子相关性的影响来获得,增加了最近讨论的方法,以增加$|C|$的基础上扩展跳跃范围的紧束缚模型,使用突然猝灭,或光子晶体,所有不包括电子相互作用。
2021-12-21 cond-mat.str-el
Friedel oscillations in a two-band Hubbard model for CuO chains
数值研究了CuO分子链在双带哈伯德模型中由开边界条件引起的Friedel振荡。我们发现,在接近四分之一填充的物理参数下,这些振荡具有2kF的调制,这与YBa_2Cu_3 O_{7-delta}的实验结果一致。此外,我们预测,对于相同的参数,空穴掺杂从四分之一填充减少到半填充,弗里德尔振荡将获得4k_F调制,典型的强关联电子制度。4k_F调制在电子掺杂区也占主导地位。参数变化的范围很宽,因此所报道的结果可以适用于其他铜酸盐和其他强相关的准一维结构的化合物。在一个更理论的方面,我们强调的事实是,铜和氧的子系统应描述两个不同的Luttinger液体指数。
2003-09-02 cond-mat.str-el
Incommensurate nematic fluctuations in the two-dimensional Hubbard model
我们分析了弱耦合和小到中等掺杂的二维扩展哈伯德模型中的有效d波相互作用。从一个重整化群流计算的相互作用。有吸引力的d-波相互作用是通过反铁磁自旋在配对和电荷通道的波动。以上范霍夫填充,d-波电荷相互作用是最大的,在无公度的对角波矢量,对应于与对角调制的波动。在Van Hove填充之下,沿着晶轴的调制可能是有利的。在扩展的哈伯德模型中,最近邻相互作用增强了铁磁涨落,但它们总是小于占主导地位的反铁磁、配对或电荷密度波涨落。
2012-09-17 cond-mat.str-el
Mean-field ground-state phase diagram of the ${t-t^\prime}$ ionic-Hubbard chain
在平均场理论下,在半充满带和零净磁化情况下,确定了具有最近邻($t$)和次最近邻($t^{\prime}$)跳跃和交错势($Δ$)的一维排斥Hubbard模型的基态(GS)相图.该模型可以通过工程光晶格中的冷原子来实现。讨论了相互作用系统GS相图的特殊性与自由粒子链GS中拓扑Lifshitz跃迁之间的联系。平均场哈密顿量由六个自洽确定的序参量给出。结果表明,GS相图{ \em predominantly}由绝缘相组成,其特征是电荷(I)和反铁磁(AF)自旋密度的长程有序调制共存,波长等于2和/或4个晶格单元。下面的Lifshitz转变,GS相图是定性类似的标准(${t^{\prime}=0}$)离子哈伯德模型。在Lifshitz转变之后,电荷和自旋密度调制出现在亚晶格中,并且具有等于四个晶格单位的波长。对于温和的值的现场排斥的绝缘相的特征在于存在的I和AF调制共存的亚铁磁自旋和电荷密度调制内的一个子晶格,或由I的顺序和额外的AF自旋密度调制的共存仅在具有高离子电位的子晶格。在大的排斥力下,两个子晶格内部都实现了AF有序的绝缘相,并且子晶格之间留下了小的离子性。
2022-11-19 cond-mat.str-el
Meissner effect in the layered Kane-Mele model with Hubbard interaction
研究了具有Hubbard相互作用的层状Kane-Mele模型在量子自旋Hall相的磁响应,讨论了获得迈斯纳效应的条件. Rashba自旋轨道耦合的影响进行了讨论。
2011-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Probing the bond order wave phase transitions of the ionic Hubbard model by superlattice modulation spectroscopy
在离子哈伯德模型描述的体系中,键序波被预言夹在能带和莫特绝缘体体之间,其特征是跳跃的自发二聚化。尽管有越来越多的理论证据,这个阶段仍然逃避实验检测。鉴于最近实现的离子哈伯德模型在超冷原子气体,我们建议在这里检测键级波超晶格调制光谱。我们证明,与时间相关的密度矩阵重整化群和玻色化的帮助下,这种光谱方法揭示了伊辛和Kosterlitz无键跃迁信号的键级波相位的存在下的特点。该方案还提供了深入了解带和莫特绝缘体的激发光谱。
2017-06-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Spin and charge modulations of a half-filled extended Hubbard model
提出包含格点间Coulomb作用与交错局域势的扩展Hubbard模型,利用Hartree-Fock近似和隶玻色子方法揭示了电荷序、自旋电荷联合调制和自旋密度波等相变边界及共存区域。
2023-01-31 cond-mat.str-el
Controllable Rashba spin-orbit interaction in artificially engineered superlattices involving the heavy-fermion superconductor CeCoIn5
利用分子束外延技术,在具有强Pauli对破缺效应的重费米子超导体CeCoIn_5和重金属YbCoIn_5之间制备了一种新型的原子层厚度可控的交替块体超导超晶格。YbCoIn_5块层厚度调制的引入打破了以CeCoIn_5超导块为中心的反转对称性。这种配置导致上临界场的温度和角度依赖性的急剧变化,这可以通过考虑由反转对称性破缺和泡利对破缺效应的相关减弱所产生的Rashba自旋轨道相互作用的影响来理解。由于厚度调制的程度是这种类型的超晶格的设计特征,因此Rashba相互作用和对断裂的性质在这些具有强自旋轨道耦合的调制超晶格中在很大程度上是可调的。
2014-04-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin and charge modulations in a single hole doped Hubbard ladder -- verification with optical lattice experiments
我们表明,显着的调制自旋和电荷密度可以诱导插入一个单一的孔,否则半满2腿哈伯德阶梯。伴随着这些调制是一个松散的结合结构的掺杂电荷与自旋1/2,在紧密结合的情况下,这种调制是不存在的。这些行为是由Berry相位的干涉引起的,Berry相位与一串翻转的自旋(或“相位串”)相关联,当空穴穿过具有短程反铁磁序的自旋浴时留下。相弦的关键作用还反映在系统如何对增加的自旋极化、增加的现场排斥、添加第二个洞以及增加链内和链间跳跃之间的不对称性做出反应。值得注意的是,所有这些性质都持续到$\sim 10$位点那么短的阶梯。因此,它们可以在冷原子实验中使用最近开发的费米子显微镜进行研究。
2015-09-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Bose-Einstein condensation and/or modulation of "displacements" in the two-state Bose-Hubbard model
研究了由两态玻色-哈伯德模型(考虑不同晶格位置上粒子位移之间的相互作用)描述的量子粒子系统中导致玻色-爱因斯坦凝聚和/或“位移”调制的不稳定性。调制的可能性,这使晶格常数加倍,以及从平衡位置的粒子的均匀位移进行了研究。实现上述的不稳定性和相变到SF阶段和“有序”阶段与冻结位移的条件进行了分析。研究了系统的序参量的行为,并对系统的相图进行了解析(基态)和数值(非零温度)计算。结果表明,SF相可以作为正常相和“有序”相之间的中间相出现,而超固相是不稳定的,不会出现。讨论了所得结果与具有双势阱局域势的晶格的关系。
2018-06-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Effect of Electron-Electron Interactions on Rashba-like and Spin-Split Systems
电子-电子相互作用的作用进行了分析的Rashba和自旋分裂系统内的紧束缚单带Hubbard模型与现场和所有最近邻的库仑相互作用的矩阵元素。类Rashba系统是指Dresselhaus和Rashba自旋轨道耦合相;自旋分裂系统具有自旋向上和自旋向下的费米面。这两个系统都打破了宇称,但保持了时间反演对称性。它们属于一类满足以下条件的破缺基态:(i)电子晶体动量是一个好的量子数(ii)这些态没有净磁矩和(iii)它们在动量空间中的“极化自旋”分布打破了晶格对称性。在这一类中,相关的库仑矩阵元素被发现是最近邻交换$J$,对跳跃$J'$和最近邻排斥$V$。这些基态通过$J$最有效地降低它们的能量,因此我们将它们命名为$J$类态。$V-J'$对直接能和交换能的竞争效应决定了$J$类态的相对稳定性。我们表明,自旋分裂和Rashba类相是最有利的基态类$J$,因为他们有最小的“极化自旋”的各向异性。在正方形晶格上,我们发现自旋分裂相总是有利于近空带;在临界填充以上,我们预测在$ J_{c1}$从顺磁到Rashba样相的转变和在$J_{c2}>J_{c1}$到自旋分裂态的第二次转变。一个充满活力的比较与铁磁性突出的重要性,$V$类$J$状态的稳定性的作用。我们讨论了我们的结果的相关性(i)的$α$和$β$相提出的费米液体形式主义和(ii)实验观察到的自旋轨道分裂的\emph{Au}(111)表面状态…
2010-09-10 cond-mat.str-el
Edge Dynamics in a Quantum Spin Hall State: Effects from Rashba Spin-Orbit Interaction
我们分析了空间非均匀Rashba自旋轨道(SO)相互作用下量子自旋霍尔态的螺旋边模的动力学。一个随机波动的Rashba SO耦合被发现打开一个散射通道,导致弱屏蔽电子-电子(e-e)相互作用的边缘模式的本地化。周期性调制的SO耦合,与费米动量相称的波数,使边缘绝缘已经在中等强度的电子-电子相互作用。我们讨论的边缘态输运在碲化汞量子阱的实验的影响。
2010-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin texture in a bilayer high-temperature cuprate superconductor
利用集团动力学平均场论(CDMFT)研究了双层铜氧化物超导体$\rm Bi_2Sr_2CaCu_2O_{8+δ}$中自旋织构的可能性。采用单带哈伯德模型描述该材料,模型中存在层间小的跳跃和Rashba自旋轨道耦合。的$d$ -波序参量的Rashba耦合的存在下,没有太大的影响,但一个小的三重态分量出现。我们发现在$\mathbf{k}=(0,0)$和$\mathbf{k}=(π,π)$周围有一个同向循环的自旋织构,并且相对于超导相是稳定的。然而,自旋结构的振幅受到赝能隙现象的强烈影响,比谱函数本身更甚。
2021-02-24 cond-mat.str-el
Study of the charge correlation function in one-dimensional Hubbard heterostructures
利用密度矩阵重整化群方法研究了一维非齐次Hubbard系统。不同的异质结构进行了研究,其配置是模拟不同的参数,如在现场库仑势和引入本地限制势。我们研究了它们的Luttinger液体性质,通过参数K_ρ,它表征的衰减的密度-密度关联函数在大的距离。我们的主要目标是研究工程材料的可能实现以及通过选择适当的空间和/或化学调制来操纵物理性质的能力。
2008-04-24 cond-mat.str-el
Effective spin model with anisotropic exchange interactions for the spin-orbit coupled Hubbard model at half-filling
University of Tokyo(东京大学)
本文提出了一种有效自旋模型,通过推导半填满SOC Hubbard模型,揭示了各向异性交换相互作用与自旋轨道耦合之间的关系,并展示了其在金属-绝缘体转变点附近对复杂磁纹理形成的作用。
2026-01-07 cond-mat.str-el
Effect of external electric field on the charge density waves in one dimensional Hubbard superlattices
本文研究了在电场作用下,具有不同晶胞尺寸的一维Hubbard超晶格结构的基态。自洽的Hartree-Fock近似计算是在弱到中等相互作用区域进行的。通过对费米能级上的电荷能隙和电荷密度结构因子的研究,我们得到了超晶格上的电荷调制是由电子关联和外加电场之间的竞争所决定的。
2008-10-31 cond-mat.str-el
From trigonal to triclinic: Symmetry-tuned Rashba effects in buckled honeycomb SrHfO$_{3}$-based heterostructures
本研究通过DFT计算与紧束缚模型,发现褶皱蜂窝状SrHfO₃基超晶格的非中心对称P1相存在显著Rashba自旋劈裂,其强度属中等氧化物Rashba材料水平,为氧化物自旋电子器件提供了新的调控平台。
2025-08-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Insulating behavior with spin and charge order in the ionic Hubbard model
离子哈伯德模型在半填充尺寸$D>2$的顺磁溶液表明,带和莫特绝缘体相分离的金属相。我们提出了零温度动力学平均场论解,其中包括反铁磁长程序,并表明,单粒子谱函数总是具有一个能隙,因此该系统是绝缘的所有相互作用强度。交错电荷密度调制与Néel型反铁磁长程序共存。
2009-02-06 cond-mat.str-el
Finite-Temperature Phase Diagram of the Hubbard Model
通过重整化群分析得到了$d=3$中哈伯德模型的有限温度相图。在半填充附近,它表现出反铁磁相,而在半填充的30%-40%之间的电子或空穴掺杂,表现出新的$τ$相,其中电子跳跃强度$t$在重复重新标度下渐近地变为无穷大。在$τ$相旁边,出现具有非常窄的相分离(电子密度跳跃小于2%)的一级相边界。在高于$τ$相的温度下,指示无公度自旋调制相。在$d=2$中,我们发现哈伯德模型在有限温度下没有相变。
1998-11-17 cond-mat.str-el
Quasiperiodic Hubbard chains
利用弱耦合重整化群和密度矩阵重整化群方法研究了半填充哈伯德模型的低能性质.在对角调制的情况下,弱库仑排斥无关,系统表现为自由的Fibonacci链;而在强库仑排斥的情况下,电荷扇区表现为莫特绝缘体,自旋扇区表现为均匀的海森堡反铁磁链.非对角调制总是将电荷扇区驱动为莫特绝缘体,将自旋扇区驱动为斐波那契反铁磁海森堡链。
2000-12-01 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Charge-density waves in one-dimensional Hubbard superlattices
我们研究了一维Hubbard超晶格中电荷密度波(CDW)的形成,模型由排斥(U>0)和自由(U=0)位置的重复模式。通过对基态的Lanczos对角化,计算了电荷结构因子.我们的结果表明,虽然超晶格结构影响的调制的电荷密度波,周期性仍然可以预测通过一个有效的密度。我们还表明,对于一个固定的排斥层厚度,CDW的周期性是自由层厚度的振荡函数。
2001-09-25 cond-mat.str-el
Accurate computations of Rashba spin-orbit coupling in interacting systems: from the Fermi gas to real materials
本文描述了在量子场-量子Monte Carlo框架下处理相互作用多费米子系统中的Rashba自旋轨道耦合(SOC),并给出了一组说明性的结果。其中包括对自旋平衡的、有吸引力的二维费米气体的基态性质的数值精确计算,以及对具有排斥相互作用的紧束缚哈密顿量的研究。这些系统在形式上通过哈伯德哈密顿量与SOC相联系,但涵盖了不同的物理学,从超流性和三重态配对到在局域轨道中存在强相互作用的真实材料中的SOC。我们进行了详细的基准研究的方法在后一种情况下,当需要一个近似来控制排斥库仑相互作用的符号问题。这里提出的方法提供了一种方法,在材料中的预测计算研究SOC和强相关性的相互作用。
2017-10-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Fluctuating charge-density-wave correlations in the three-band Hubbard model
针对三带Hubbard模型,利用非微扰行列式量子蒙特卡洛计算研究了涨落电荷密度波关联,发现电荷调制与自旋调制解耦且随空穴掺杂减小,证实高温电荷关联有别于低温交织条纹序。
2024-05-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Mass-Imbalanced Ionic Hubbard Chain
本文研究了具有自旋非对称跳跃(${t_\uparrow\neq t_\downarrow}$)和交错势($Δ$)的排斥Hubbard模型。该模型是质量不平衡(${t_\uparrow\neq t_\downarrow}$,${Δ=0}$)和离子(${t_\uparrow = t_\downarrow}$,${Δ>0}$)哈伯德模型的复合物,并且可以通过工程光学晶格中的冷原子来实现。我们主要使用平均场理论来确定半填充带(每个位置一个粒子)的基态相位和相变。我们发现,周期2调制的粒子(或电荷)密度和交替自旋密度共存的任意哈伯德相互作用强度,${U\geqslant 0}$。电荷调制的幅度在${U=0}$处最大,随着$U$的增加而减小,并且对于${U\rightarrow\infty}$趋于零。自旋交替的幅度随着$U$的增加而增加,并且对于${U\rightarrow\infty}$趋于饱和。电荷顺序占主导地位低于临界值$U_c$,而磁顺序占主导地位以上。平均场哈密顿量有两个带隙参数$Δ_\uparrow$和$Δ_\downarrow$,它们必须自洽地确定。对于${U<U_c}$,两个参数均为正值,对于${U>U_c}$,它们具有不同的符号,对于${U=U_c}$,一个间隙参数从正值跳到负值。在$U_c$的弱一级相变可以用避免的临界性(或金属性)来解释。这个系统不愿意恢复已经被明确破坏的…
2017-07-12 cond-mat.str-el
Charge density wave solutions of the Hubbard model in the composite operator formalism
该研究在无其他对称性破缺相的强关联Hubbard模型中,通过实空间复合算符形式结合运动方程技术,在δ=0.07至0.2掺杂范围内稳定了多个单向平移对称性破缺的电荷密度波态,其结果或与欠掺杂铜氧化物物理相关。
2025-04-16 cond-mat.str-el