手性价键固体与手性三重子
Chiral Valence-Bond Solid and Chiral Triplons
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中文总结 AI 辅助
本文提出一种自发破缺反演和镜面对称的手性价键固体态，其电极化环单极子导致自旋分裂三重子能带及温度梯度下的净自旋响应，并可通过中子散射探测手性。
中文摘要 AI 辅助
我们提出了一种手性价键固体（VBS）态，该态自发破缺了反演对称性和镜面对称性。其特征是存在有限的电极化环（ET）单极子，其符号区分了两种对映体态。利用具有Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的自旋-晶格模型，我们展示了手性VBS产生自旋分裂的三重子能带，其能带的自旋织构依赖于对映体，并由其ET单极子控制。在温度梯度下，这些自旋织构产生净自旋响应，其符号与VBS的手性相关。更重要的是，我们展示了动力学自旋结构因子的虚部非对角分量在两种对映体之间改变符号，为所选手性提供了直接的中子散射探测手段。这些结果确立了在价键系统中自发手性的途径，以及通过磁激发直接探测手性的方法。
英文摘要
We propose a chiral valence-bond solid (VBS) state that spontaneously breaks inversion and mirror symmetries. It is characterized by a finite electric toroidal (ET) monopole, whose sign distinguishes the two enantiomorphic states. Using a spin-lattice model with Dzyaloshinskii-Moriya interactions, we show that the chiral VBS produces spin-split triplon bands with enantiomer-dependent spin textures governed by its ET monopole. Under a temperature gradient, these spin textures generate a net spin response whose sign is tied to the handedness of the VBS. More importantly, we show that the imaginary off-diagonal components of the dynamical spin structure factor change sign between the two enantiomers, providing a direct neutron-scattering probe of the selected handedness. These results establish a route to spontaneous chirality in a valence-bond system and to its direct detection through magnetic excitations.
发表机构
- Tokyo Metropolitan University（东京都立大学）
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