Cluster-based Haldane states in spin-1/2 cluster chains
Cluster-based Haldane states in spin-1/2 cluster chains
复制标题
自旋 1/2 簇链中基于簇的 Haldane 态
DOI：
10.1103/physrevresearch.2.023420
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发表时间：
2020
影响因子：
4.2
通讯作者：
Tohyama Takami
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sugimoto Takanori;Morita Katsuhiro;Tohyama Takami
Halfonite态是物质的一种典型的量子和拓扑态，它在一维整数自旋链中表现出对应于量子保护拓扑序的边缘态。在这里，我们提出了一个概念，设计的Halcanton态的一半自旋，利用链组成的一半自旋集群。如果团簇包含两个自旋，则链的基态对应于Affleck-Kennedy-Lieb-Tasaki态。因此，我们将这方面的知识，一般集群组成的不仅是偶数，但奇数的一半自旋。在团簇自旋数为奇数的情况下，我们给出了一个构造场诱导Haldom态的具体过程，并在一个五自旋团簇链中演示了Haldom态。我们的概念是有用的，以了解量子磁性在真实的材料，如Fedotovite，组成的六自旋团簇在一维排列。此外，我们的灵活的方案设计的边缘状态可以用于量子计算的处理单元与最近的进展，有意合成的有机材料，量子点，和光学晶格。
The Haldane state is a typical quantum and topological state of matter, which exhibits an edge state corresponding to symmetry-protected topological order in a one-dimensional integer spin chain. Here we propose a concept to design the Haldane state with one-half spins by making use of a chain composed of one-half spin clusters. If the clusters contain two spins, the ground state of a chain corresponds to the Affleck-Kennedy-Lieb-Tasaki state. We thus extend this knowledge to general clusters consisting of not only even, but odd numbers of one-half spins. In the case of an odd number of spins in the clusters, we present a concrete procedure to construct a field-induced Haldane state, and demonstrate the Haldane state in a five-spin cluster chain. Our concept is useful to understand quantum magnetism in real materials such as Fedotovite, consisting of six-spin clusters aligned in one dimension. Furthermore, the edge state designed by our flexible scheme can be utilized for a processing unit of quantum computation with recent progress on intended synthesis of organic materials, quantum dots, and optical lattices.
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