二维正方晶格Compass-XY模型的方向序和拓扑序（英文）

采用Monte Carlo方法研究二维正方晶格Compass-XY模型,通过调节过渡参量α,计算了降低交换相互作用的阻挫对方向序和拓扑序的影响.结果表明,方向序和拓扑序之间的转变是一个逐渐过渡的过程,并不存在明显的界限.在某一范围内,这两种序是相互重叠的,难以区分.阻挫的降低,易于形成拓扑序,同时会抑制方向序.当阻挫变得足够弱时,方向序被破坏.     

二维正方晶格Compass-Ising模型的方向序和磁有序

采用Monte Carlo方法研究二维正方晶格Compass-Ising模型的低温性质.通过调节过渡参量 ,计算了阻挫对方向序和磁有序的影响. 结果表明,阻挫的增加,易于形成方向序,同时会抑制磁有序. 当阻挫足够强时,磁有序将被破坏. 方向序和磁有序间的转变是一个逐渐过渡的过程,并不存在明显相变.     

二维正方晶格Compass-Ising模型的方向序和磁有序（英文）

采用Monte Carlo方法研究二维正方晶格Compass-Ising模型的低温性质.通过调节过渡参量,计算了阻挫对方向序和磁有序的影响.结果表明,阻挫的增加,易于形成方向序,同时会抑制磁有序.当阻挫足够强时,磁有序将被破坏.方向序和磁有序间的转变是一个逐渐过渡的过程,并不存在明显相变.     

阻挫三角反铁磁AgCrO2螺旋自旋序的第一性原理研究

基于密度泛函理论的广义梯度近似(GGA)和投影缀加波(PAW)方法,分别从共线和非共线磁性结构出发,研究了自旋阻挫三角反铁磁AgCrO₂的基态、磁性以及电子结构,从理论计算的角度给出了基态磁性结构.计算结果表明:AgCrO₂具有120°螺旋自旋序反铁磁基态,其自旋螺旋面平行于(110)面或(11^-0)面;由于Cr离子间的自旋几何阻挫,导致沿晶体的a,b和a+b方向上均形成了螺旋自旋转动角为120°的 关键词： 第一性原理 交换相互作用 阻挫 反铁磁     

有限温度张量重正化群方法及其在阻挫量子磁性研究中的应用

阻挫量子磁体中的新奇物态与效应是凝聚态物理研究的重要前沿方向,因其与高温超导、拓扑量子计算等的密切联系,近年来吸引了人们浓厚的研究兴趣。实验上,阻挫自旋液体候选材料的 新进展层出不穷,人们系统地研究了若干三角晶格、笼目晶格和六角Kitaev 阻挫磁体等材料,发 现其在一定条件下展现出自旋液体态的特征,但澄清其中的量子物态是充满挑战的量子多体问题。 作者最近的工作指出,可以从有限温度张量重正化群多体计算入手,开展热力学性质的精确计算 与分析,确定阻挫磁体的微观自旋模型,做出进一步理论预言并开展实验验证,从而建立量子磁性 系统的多体计算精确研究方案。有限温度张量重正化群方法是计算大尺寸二维阻挫量子自旋模型 有限温度性质的有力工具,在本文中作者首先介绍新近发展的系列张量重正化群方法,包括线性 和指数张量重正化群等。随后,作者讨论有限温度张量方法在三角晶格量子伊辛磁体TmMgGaO4 和六角晶格Kitaev 磁体α-RuCl3 的微观自旋模型中的具体应用：通过高精度和全面的多体计算, 揭示出其中存在演生U(1) 对称性与拓扑相变,以及高场量子自旋液体态等新颖的结论,这些理 论预言也陆续被实验所证实。通过上述实例,作者展示了有限温度张量重正化群计算方法在自旋 液体候选材料研究中的应用价值,并期待这些方法能在强关联量子物质研究中发挥重要作用。     

阻挫对准一维非对称子格反铁磁链自旋波激发的影响

子格对称性破缺使得s=1/2准一维海森伯自旋链具有三支自旋波激发谱(其中一支属于声学模，两支属于光学模). 计算表明：阻挫导致两支光学模能隙简并解除；阻挫引起声学模自旋波激发谱软化，但并不导致光学模激发谱软化；阻挫导致两支光学模激发谱中的一支明显下移，这意味着阻挫使光学模激发变得重要且容易实现；阻挫引起的自旋偏离对于属于不同子格的自旋是不同的；阻挫对于系统基态磁性长程序的削弱随着阻挫增强变得越来越明显. 通过与严格对角化方法和DMRG方法的数值结果比较，还分析了自旋波近似的合理性和不足之处. 关键词： 准一维反铁磁自旋系统 自旋波激发 光学模 能隙简并     

5d过渡金属氧化物中的奇异量子物性研究

相比于3d和4d过渡金属元素, 5d过渡金属元素既具有很强的自旋轨道耦合相互作用, 同时它们的电子关联作用也不可忽略. 因而5d过渡金属氧化物体系具有许多奇异的量子特性. 这篇综述主要介绍我们在5d过渡金属氧化物中的一些理论进展. 首先介绍烧绿石结构铱氧化物(A₂Ir₂O₇, A=Y或稀土元素)中的Weyl拓扑半金属性. 我们确定出A₂Ir₂O₇这一类具有阻挫结构材料的磁基态, 并预言其是Weyl半金属; 其Weyl 点受到拓扑保护而稳定, 而且它的表面态在费米能级形成特别的费米弧. 其次预言尖晶石结构锇氧化物(AOs₂O₄, A=Ca, Sr)是具有奇异磁电响应的Axion绝缘体; 然后分析了电子关联、自旋轨道耦合对钙钛矿结构的锇氧化物(NaOsO₃)的影响, 并成功定出它的基态磁构型, 最终确定其为Slater绝缘体. 最后介绍了LiOsO₃中铁电金属性的成因.     

设计阻挫

正所谓几何阻挫,是指缘起材料晶格几何结构的一类现象。阻挫系统中,如果近邻作用无法同时满足能量极小,就会出现几何阻挫。最简单的自旋阻挫系统由三个位于正三角形顶点且两两之间反铁磁耦合的伊辛(Ising)自旋组成,无论何种自旋构型都无法使所有近邻自旋满足反铁磁排列。相对于此,复杂情况下的自旋阻挫往往是系统晶格结构以及特定自旋相互作用叠加的结果。在阻挫之茫茫世界中,自旋相互作用之间的竞争会导致许多新奇     

人工自旋冰中阻挫现象的研究进展

磁学中的阻挫现象近些年来是实验及理论研究的热点.本文就磁学中阻挫研究的新进展进行了介绍.描述了用显微刻蚀制备的人工自旋冰的研究,讨论了其潜在的应用前景以及计算机模拟的结果.     

自旋阻挫三角链的热容量

采用Jordan-Wigner变换和Bogoliubov理论研究三角链的热容量.结果表明,在无外磁场条件下,系统的热容量随阻挫强度的增加双峰结构逐渐消失,这是由于系统二聚化态的反铁磁热力学激发.当阻挫为0.2并加入外场时,系统的热容量曲线的双峰结构消失,这是由于系统长程磁有序的产生.     

Magnetic properties on Chern insulator of checkerboard lattice with topological flat band

By means of the mean-field method and the random phase approximation, we study the magnetic properties of the correlated Chern insulator on a checkerboard lattice with topological flat band. The antiferromagnetic (AF) order is found to be more stable than the ferromagnetic (FM) order at half filling. While at quarter filling, the system becomes a FM-Chern insulator induced by the FM order. The phase diagram is more complex for other fillings. FM order is more stable than AF order for small doping due to the flatness of band structure, while FM and AF orders compete at large doping.     

一维扩展量子罗盘模型的拓扑序和量子相变

应用矩阵乘积态表示的无限虚时间演化块算法,研究了扩展的量子罗盘模型.为了深入研究该模型的长程拓扑序和量子相变,基于奇数键和偶数键,引入了奇数弦关联和偶数弦关联,计算了保真度、奇数弦关联、偶数弦关联、奇数弦关联饱和性与序参量.弦关联表现出三种截然不同的行为:衰减为零、单调饱和与振荡饱和.基于弦关联的以上特征,给出了量子罗盘模型的基态序参量相图.在临界区,局域磁化强度和单调奇弦序参量的临界指数β=1/8表明:相变的普适类是Ising类型.此外,保真度探测到的相变点、连续性与非连续性和序参量的结果一致.     

石墨烯纳米片大自旋特性第一性原理研究

通过基于密度泛函理论的全电子数值轨道第一性原理电子结构计算,研究了各种形状有限石墨烯片段(石墨烯纳米片, GNF)的磁特性,证明GNF的自旋磁有序来源于由其形状决定的π键拓扑挫折(topological frustration)作用.锯齿形边缘的三角形GNF的净自旋不为零,如同一个人造铁磁性原子团,总自旋随尺度线性增加.根据拓扑挫折原理,可以在GNF中引入较大的净自旋和独特的自旋分布,如由三角形GNF单元构成的复杂分形结构,总自旋随分形级数呈指数上升.通过刻蚀技术制作具有一定拓扑结构的GNF可以实现可控自旋电子纳米材料和器件应用.     

A bilayer Double Semion model with symmetry-enriched topological order

We construct a new model of two-dimensional quantum spin systems that combines intrinsic topological orders and a global symmetry called flavour symmetry. It is referred as the bilayer Doubled Semion model (bDS) and is an instance of symmetry-enriched topological order. A honeycomb bilayer lattice is introduced to combine a Double Semion Topological Order with a global spin–flavour symmetry to get the fractionalization of its quasiparticles. The bDS model exhibits non-trivial braiding self-statistics of excitations and its dual model constitutes a Symmetry-Protected Topological Order with novel edge states. This dual model gives rise to a bilayer Non-Trivial Paramagnet that is invariant under the flavour symmetry and the well-known spin flip symmetry.     

Crossover Critical Behavior in the Three-Dimensional Ising Model

The character of critical behavior in physical systems depends on the range of interactions. In the limit of infinite range of the interactions, systems will exhibit mean-field critical behavior, i.e., critical behavior not affected by fluctuations of the order parameter. If the interaction range is finite, the critical behavior asymptotically close to the critical point is determined by fluctuations and the actual critical behavior depends on the particular universality class. A variety of systems, including fluids and anisotropic ferromagnets, belongs to the three-dimensional Ising universality class. Recent numerical studies of Ising models with different interaction ranges have revealed a spectacular crossover between the asymptotic fluctuation-induced critical behavior and mean-field-type critical behavior. In this work, we compare these numerical results with a crossover Landau model based on renormalization-group matching. For this purpose we consider an application of the crossover Landau model to the three-dimensional Ising model without fitting to any adjustable parameters. The crossover behavior of the critical susceptibility and of the order parameter is analyzed over a broad range (ten orders) of the scaled distance to the critical temperature. The dependence of the coupling constant on the interaction range, governing the crossover critical behavior, is discussed.     

位相光栅的衍射级次

用矢量衍射理认讨论了位相光栅衍射级次的有限性及其与入射角的关系，得出的吉论与用光程方法得出的结果一致，作出了在不同入射角条件下各衍射级次的分布图，给出了求解各级衍射波方向的公式。     

Detecting topological order in a ground state wave function

A large class of topological orders can be understood and classified using the string-net condensation picture. These topological orders can be characterized by a set of data (N, di, F(lmn)(ijk), delta(ijk). We describe a way to detect this kind of topological order using only the ground state wave function. The method involves computing a quantity called the "topological entropy" which directly measures the total quantum dimension D= Sum(id2i).     

Thermal Hall conductivity with sign change in the Heisenberg–Kitaev kagome magnet

The Heisenberg-Kitaev(HK) model on various lattices has attracted a lot of attention because it may lead to exotic states such as quantum spin liquid and topological orders.The rare-earth-based kagome lattice(KL) compounds Mg₂RE₃Sb₃O₁₄(RE=Gd,Er) and(RE=Nd) have q=0,120° order and canted ferromagnetic(CFM) order,respectively.Interestingly,the HK model on the KL has the same ground state long-range orders.In the theoretical phase diagram,the CFM phase re...     

Detecting topological order through a continuous quantum phase transition

We study a continuous quantum phase transition that breaks a Z2 symmetry. We show that the transition is described by a new critical point which does not belong to the Ising universality class, despite the presence of well-defined symmetry-breaking order parameter. The new critical point arises since the transition not only breaks the Z2 symmetry, it also changes the topological or quantum order in the two phases across the transition. We show that the new critical point can be identified in experiments by measuring critical exponents. So measuring critical exponents and identifying new critical points is a way to detect new topological phases and a way to measure topological or quantum orders in those phases.