論文の概要: Solid-state $S=1$ spin centers with zero-field splitting as quantum simulators for $S=1/2$ critical behavior

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.07516v1
• Date: Thu, 15 Sep 2022 17:57:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-26 12:08:47.105137
• Title: Solid-state $S=1$ spin centers with zero-field splitting as quantum simulators for $S=1/2$ critical behavior
• Title（参考訳）: 量子シミュレータとしてゼロフィールド分割を持つs=1$スピン中心 : $s=1/2$臨界挙動
• Authors: Troy Losey, Denis R. Candido, Y. Meurice, M. E. Flatt\'e, S.-W. Tsai, and Jin Zhang
• Abstract要約: 磁気双極子-双極子相互作用を介して相互作用するS=1$スピンセンターの配列を有効スピンハーフ系にマッピングできることを示す。 本研究では,固体材料中のスピン中心を持つ浮遊相の最初の量子シミュレータとして提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.572182910410028
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In this work we propose a novel solid-state platform for creating quantum simulators based on implanted $S=1$ spin centers in semiconductors. We show that under the presence of an external magnetic field, an array of $S=1$ spin centers interacting through magnetic dipole-dipole interaction can be mapped into an effective spin-half system equivalent to the XYZ model in an external field. Interestingly, this system shows a wide range of phases and critical behaviors that can be obtained by changing both the magnetic field and the orientational displacement of the spin centers with respect to their main symmetry axis. Notably, our model contains a line where the system is in a critical floating phase that terminates at a Berezinskii-Kosterlitz-Thouless transition point and a Pokrovsky-Talapov transition point. It can also be tuned between an isotropic Heisenberg point and a transverse Ising universality class. We propose this system as the first quantum simulator for the floating phase with spin-centers in solid-state materials.
• Abstract（参考訳）: 本研究では半導体にS=1$スピンセンターを埋め込んだ量子シミュレータを構築するための新しい固体プラットフォームを提案する。 外部磁場の存在下では、磁気双極子-双極子相互作用を介して相互作用する$S=1$スピンセンターの配列を、外部磁場におけるXYZモデルと同等の有効スピンハーフ系にマッピングできることを示す。 興味深いことに、このシステムはスピン中心の磁場と向きの変位の両方を主対称軸に変化させることによって得られる幅広い位相と臨界挙動を示す。 特に,本モデルでは,ベレジンスキー-コステルリッツ-トゥーレス遷移点とポクロフスキー-タラポフ遷移点で終端する臨界浮遊相にある直線を含む。 これはまた、等方的ハイゼンベルク点と横イジング普遍性類の間に調整することもできる。 固体材料中のスピン中心を持つ浮遊相の量子シミュレータとして,本システムを提案する。

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