Phase Diagram and Spin Dynamics in Volborthite with a Distorted Kagome Lattice
本文报道了一种高质量粉末样品Cu_3V_2O_7(OH)_2/2H_2O的~(51)V-NMR研究。在低于4.5 T的磁场中,自旋-晶格弛豫速率1/T1出现一个尖锐的峰,并伴有谱线展宽,表明在1 K附近发生了磁相变。低温阶段显示异常,如洛伦兹线形状,1/T1 propto T行为表明密集的低能量激发,和大的自旋回波衰减率1/T2指向异常缓慢的波动。另一个磁相出现在4.5 T以上,具有较少的异常光谱形状和动力学。
2009-08-19 cond-mat.str-el
Magnetization "Steps" on a Kagome Lattice in Volborthite
用高质量的多晶样品研究了自旋为1/2kagome的类化合物伏硼硫石的磁性。磁化强度和比热测量表明,可果美晶格上的自旋在低温下仍然波动,低至T = 60 mK,对应于最近邻反铁磁相互作用的1/1500,既不表现出传统的长程序,也不表现出自旋间隙。与此相反,51 V NMR实验揭示了一个尖锐的峰在1 K的弛豫速率,这表明一定的奇异秩序发生。令人惊讶的是,我们已经观察到三个“步骤”的磁化作为磁场的函数,这表明至少有四个类液体或其他量子态存在于磁场。
2009-02-21 cond-mat.str-el
Ground state of the Kagome-like S=1/2 antiferromagnet, Volborthite Cu3V2O7(OH)2.2H2O
Volborthite化合物是在高度受抑的kagome类晶格上实现S=1/2量子自旋的极少数实现之一。低温超导量子干涉仪的测量揭示了在2K以下的一个宽的磁转变,这进一步证实了在1.4K $\pm$ 0.2K的51 V核自旋弛豫速率(1/T1)的峰值。通过~(51)V NMR,发现该化合物的基态(GS)是不同自旋构型的混合物,其中20%对应于明确定义的短程有序,可能是$\sqrt{3} \times \sqrt{3}$型.虽然冻结涉及所有的铜$^{2+}$自旋,只有40%的铜矩实际上是冻结的,这表明量子涨落强烈重整化GS。
2005-07-11 cond-mat.str-el
Pair Correlations, Short Range Order and Dispersive Excitations in the Quasi-Kagome Quantum Magnet Volborthite
我们目前的空间和动态信息的s=1/2扭曲kagome反铁磁volborthite,Cu 3V 2 O 7(OD)2.2D2O,通过极化和非弹性中子散射。瞬时结构因子S(Q)主要由最近邻对相关决定,在5 K以下出现波矢量Q1=0.65(3)<$^-1和Q2=1.15(5)<$^-1的短程有序。激发谱S(Q,ω)显示出从Q1和Q2分散的两个陡峭的分支和在ω=5.0(2)meV处的平坦模。结果使我们能够确定在T*=1 K的51 V NMR和比热测量的交叉作为在Q_1的相关性的建立。我们比较我们的数据提出的理论模型为volborthite,并表明,激发光谱可以解释自旋波类激发各向异性交换参数,最近的局部密度计算也建议。
2011-02-27 cond-mat.str-el
Thermodynamic properties of the Spin-1/2 Heisenberg Antiferromagnet with Anisotropic Exchange on the Kagome Lattice: Comparison with Volborthite
利用精确对角化方法得到的全谱,计算了可果美晶格上具有空间各向异性交换的海森堡反铁磁体的磁化率和比热等热力学性质.这种方法被证明提供了一个很好的代表性以上的温度约$J_{\rm av}/5$的这些热力学性质,其中$J_{\rm av}$是平均的耦合常数。与Hiroi { \it {et al}} [J. Phys. Soc. Jpn. { \bf 70},3377(2001)]表明,尽管在该化合物中磁性位点的kagomé晶格的显著畸变,但通过具有几乎各向同性交换的模型来最好地描述Volborthite,并表明存在额外的相互作用。低温比热的比较提高了伏硼硫石在低能下的态密度可能比海森堡模型低得多的可能性。还研究了该模型在外加磁场下的磁化曲线。发现M=1/3平台存在于各向异性的情况下,并随着各向异性的增加而向低场延伸。对于足够的各向异性,这个平台将是可观察到的一个领域合理的实验。低于$\sim$ 70特斯拉的平台的缺失将进一步支持几乎各向同性的模型。
2007-07-28 cond-mat.str-el
Magnetoelastic couplings in the deformed Kagomé quantum spin lattice of volborthite
通过磁弹性耦合研究了变形Kagomé晶格上的微观自旋相互作用。在$b$轴上观察到一个负的纵向磁致伸缩$ΔL<0$,它与磁化强度$M$有特殊的关系$ΔL/L \propto M^{1.3}$。基于交换伸缩模型,认为负磁致伸缩源于Cu-O-Cu链在$b$轴上的类似于缩放的晶格变化,而这种特殊的依赖性则源于局域自旋关联. DFT+ $U$计算模拟晶格变化和自旋相关的有限尺寸计算支持这一想法,表明最近提出的耦合三聚体模型是一个合理的。
2019-03-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effects of Dzyaloshinskii-Moriya interactions in volborthite: Magnetic orders and thermal Hall effect
Volborthite提供了一个有趣的例子,一个高度受挫的量子磁体,其中铁磁和反铁磁相互作用在各向异性的戈薇晶格上竞争。最近的密度泛函理论计算提供了一个基于耦合三聚体的磁性模型,这与实验观察到的宽的1/3磁化平台是一致的。在这里,我们研究的Dzyaloshinskiii-Moriya(DM)的相互作用在伏硼硫石的影响。我们推导出一个有效的模型,其中出现在三聚体上的赝自旋1/2矩形成各向异性三角晶格的网络。使用有效的模型,我们表明,对于一个磁场垂直于kagome层,磁振子激发从1/3平台感到由于DM相互作用的Berry曲率,从而引起热霍尔效应。我们的磁振子玻色气体理论可以解释实验测量的磁化强度和霍尔热导率的定性特征。与实验的进一步定量比较对有效模型中的耦合常数提出了限制,促进了准一维图像。在此基础上,利用有效场论分析了低温磁相图,指出了磁场方向对低温磁相图的重要影响。
2020-02-29 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Quantum spin liquid and magnetic order in a two-dimensional non-symmorphic lattice: considering the distorted Kagome lattice of Volborthite
基于Kagome晶格的材料Volborthite($\mathrm{Cu_3 V_2 O_7 (OH)_2 \cdot 2 H_2 O}$)由于自旋相互作用的受抑性质而被认为是发现不寻常的量子基态的有希望的平台。在这里,我们探讨了可能的量子自旋液体和磁有序相的二维非对称晶格描述的$p2gg$层空间群,这是一致的空间各向异性的自旋模型推导出的密度泛函理论(DFT)的Volborthite。利用投影对称群(PSG)分析和Schwinger玻色子平均场论,我们对可能存在的玻色子自旋液相进行了分类,并研究了与之相关的磁有序相.它示出,在一般情况下,只允许在二维非对称晶格,这大大简化了分类的几何不变的平均场状态。研究了DFT导出的自旋模型的平均场相图,发现可能的量子自旋液体相与两种磁有序相相连:共面无公度$(q,0)$螺旋序为基态,共面有公度$(π,π)$自旋密度波序为竞争态.此外,在与$(π,π)$自旋密度波阶相关的自旋液相中,发现了双自旋子连续谱的周期性增强,这是对称性分解的一个特征。我们讨论了这些结果的相关性Volborthite最近和未来的实验。
2017-03-10 cond-mat.str-el
Emergence of nontrivial magnetic excitations in a spin liquid state of kagome volborthite
当量子涨落破坏了底层的长程有序态时,新的量子态就出现了。受抑量子反铁磁体的自旋液体(SL)态是这种量子态的突出例子,其中高度相关的自旋保持波动到非常低的温度。SL状态通常表现出奇异的物理特性,但这种现象背后的基本激发的确切性质仍然完全难以捉摸。在这里,我们利用热霍尔测量,可以捕获SL状态中的元激发的未探索的属性,并报告异常激发,可能揭示SL状态的独特功能的观察。我们的主要发现是在二维可果美绝缘体Volborthite Cu_3V_2O_7(OH)_2 \cdot 2H_2O的无带隙SL态中电荷中性自旋激发所表现出的负霍尔热导率(k_xy),与带电电子引起传统的电霍尔效应的方式大致相同。我们发现,在高温顺磁态中k_xy是不存在的,在进入SL态时,k_xy随着短程自旋关联的增长而发展,表明k_xy是SL态中形成的元激发的关键特征。这些结果表明,出现非平凡的元激发的无隙SL状态,感觉存在的虚拟磁通量,其有效的洛伦兹力被发现是小于1/100的自由电子所经历的。
2016-08-01 cond-mat.str-el
Quantum and Classical Spins on the Spatially Distorted Kagome Lattice: Applications to Volborthite
在Volborthite中,自旋为1/2的磁矩形成扭曲的Kagomé晶格,角共享等腰三角形,两个键上的交换常数为$J$,第三个键上的交换常数为$J'$。我们研究了这种自旋系统的性质,并表明,尽管扭曲,晶格保留了大量的挫折。虽然次广泛的,经典的基态简并仍然非常大,指数增长与系统周长。我们考虑由热涨落和量子涨落引起的简并提升。线性(自旋波)秩序,简并被发现保持不变。因此,引入了两种互补的方法,适用于低温和高温,它们指向相同的有序模式。在低温极限下,从非线性自旋波导出了有效手征哈密顿量,它预言了$J'/J$增加时,从$\sqrt 3\times \sqrt 3$型有序到新的亚铁磁{ \em条纹手征}有序的双晶胞转变.这是证实了一个大N近似的O($n$)模型在这个晶格上。当鞍点解产生线简并时,$O(1/n)$校正选择条纹手征态的非平凡波矢量。通过精确小系统对角化研究了自旋为1/2的量子极限,并与中温实验结果进行了比较。我们认为,在核磁共振实验中看到的非常低的温度自旋冻结状态可能与该晶格上的经典基态的不连续性质有关,这导致了对核磁共振线形状的预测。
2007-09-05 cond-mat.str-el
Perfect kagome-lattice antiferromagnets with J$_{eff}$ = 1/2: The Co$^{2+}$-analogs of copper minerals volborthite and vesignieite
本文合成了两种 Co$^{2+}$ kagome 磁体并研究其磁性,发现其基态为 A 型反铁磁序且在低温磁场下发生变磁性转变,由 J$_{eff}$ = 1/2 物理描述,为阐明该物理机制迈出第一步。
2022-12-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fermionic spin liquid analysis of the paramagnetic state in Volborthite
最近,在由具有$S=1/2$局部矩的扭曲Kagome层组成的Volborthite的顺磁态中观察到了热霍尔效应。尽管出现了低于$1 \, \mathrm{K}$的磁序,但对外部磁场的响应和高于$1 \, \mathrm{K}$的顺磁态的不寻常性质表明可能实现奇异量子相。受这些发现的启发,我们研究了可能的自旋液相与费米子自旋激发的非对称版本的可果美晶格,这属于二维晶体学组$p2gg$。这种非对称结构与在密度泛函理论(DFT)计算中得到的自旋模型一致。利用投影对称群(PSG)分析和费米子部分子平均场论,我们确定了12个不同的$\mathbb{Z}_2$自旋液体状态,其中四个被发现有对应的8个Schwinger玻色子自旋液体状态,我们之前分类。我们研究了四个玻色子对应的费米子态,发现它们对应的根$U(1)$态的光谱具有自旋费米面的特征。自旋费米面的存在可能为在Volborthite中观察到的有限的霍尔热导率提供了一个可能的解释。
2017-03-27 cond-mat.str-el
Heterogeneous spin state in the field-induced phase of volborthite as seen via 51V nuclear magnetic resonance
本文报道了在畸变kagome晶格上自旋为1/2的反铁磁体Cu_3V_2O_7(OH)dot_2H_2O的场诱导相的~(51)VNMR结果。在4.5 T以上的磁场中,观察到两种不同自旋回波衰减率的V位。在快衰变点处的超精细场有一个分布,而在慢衰变点处的超精细场更均匀。我们的研究结果表明,一个异质态组成的两个空间交替的铜自旋系统,其中之一表现出异常的自旋涨落与其他显示出传统的静态秩序。
2011-10-03 cond-mat.str-el
Magnetization Step in Spatially Distorted Heisenberg Kagome Antiferromagnets
基于最近对具有kagomé晶格结构的典型自旋- $1/2$反铁磁体--氟硼硫石的实验研究,我们采用蒙特卡罗(MC)方法研究了空间畸变kagomé晶格上经典海森堡模型的磁化过程.我们发现在低温和低磁场下,畸变诱导的磁化阶跃。该阶跃的大小由零温度下的$Δm_z=\left|1-α\right|/3α$给出,其中$α$表示交换常数的空间各向异性。的磁化步骤信号的一阶过渡在低温下,在两个阶段之间的区别由不同的和发达的短程自旋相关性,一个特征在于自旋对齐的本地$120^{\circ}$结构与$\sqrt{3}\times\sqrt{3}$周期,和其他部分自旋翻转的结构。我们指出,我们的研究结果的相关性的非常规步骤中观察到的volborthite。
2021-07-23 cond-mat.str-el
Coupled frustrated quantum spin-1/2 chains with orbital order in volborthite Cu3V2O7(OH)2(H2O)2
我们提出了一个微观磁性模型的自旋液体候选volborthite Cu 3V 2 O 7(OH)2(H2O)2。这个基于DFT的模型的要点是(i)Cu(1)3d 3 z2-r2和Cu(2)3d 3x 2-y2的轨道有序,(ii)三个相关的耦合Jic,J1和J2,(iii)J1的铁磁性质和(iv)次近邻交换相互作用J2控制的阻挫。我们的模型意味着磁性的挫折耦合链在以前提出的各向异性kagome模型。精确的对角化研究表明与实验一致。
2010-10-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
One-Third Magnetization Plateau with a Preceding Novel Phase in Volborthite
我们已经合成了高质量的volborthite单晶,一种看似扭曲的kagome反铁磁体,并进行了高达74 T的高场磁化强度测量和高达30 T的51 V NMR测量。一个非常宽的1/3磁化平台出现在28 T以上,并继续超过74 T在1.4 K,这是没有观察到在以前的研究中使用多晶样品。NMR谱揭示了一个无公度秩序(最有可能的自旋密度波秩序)低于22 T和一个简单的自旋结构在平台阶段。此外,在23和26 T之间发现了一个新的中间相,其中磁化强度随磁场线性变化,并且NMR谱表明内部磁场的不均匀分布。这一系列的阶段在volborthite承担一个惊人的相似性,与铁磁最近邻耦合J1竞争与反铁磁次近邻耦合J2的挫折自旋链。
2015-05-30 cond-mat.str-el
Tuning the spin dynamics of kagome systems
尽管在固体状态下实现自旋液体在概念上很重要,但只有少数化合物是已知的。另一方面,晶格畸变和各向异性对磁交换拓扑和涨落谱的影响是一个有趣的问题。我们比较了两种s=1/2的kagome晶格化合物的激发光谱的vesignieite和volborthite使用拉曼散射。我们证明,即使是很小的修改的晶体结构可能有一个巨大的影响的声子谱和低温性能。
2011-11-09 cond-mat.str-el quant-ph
Spin Thermal Hall Conductivity of a Kagomé Antiferromagnet
在$S=1/2$ kagomé反铁磁体Ca kapellasite(CaCu $_3$(OH)$_6$ Cl $_2\cdot 0.6$ H $_2$ O)的自旋液相中观察到清晰的热霍尔信号($κ_{xy}$)。我们发现,$κ_{xy}$是很好地再现,定性和定量,使用Schwinger-boson平均场论与Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的$D/J \sim 0.1$。特别是,在使用Schwinger玻色子建模的模拟中,Ca kapellasite的$κ_{xy}$值和另一种kagomé反铁磁体volborthite的值收敛到一条单一曲线,表明kagomé反铁磁体自旋的$κ_{xy}$具有共同的温度依赖性。
2018-07-29 cond-mat.str-el
Spatially anisotropic Heisenberg Kagome antiferromagnet
在寻找自旋为1/2的可果美反铁磁体时,矿物伏硼硫石最近已成为实验研究的主题[Hiroi等人,2001年]。有人建议,这种材料的磁性描述的自旋1/2海森堡模型与空间各向异性交换耦合的kagome晶格。我们报告调查的Sp(N)对称推广这个模型在大N极限。我们得到了可能的基态对各向异性和自旋长度S的依赖关系的详细描述。一个相当丰富的相图与亚铁磁相,无公度相与长程序和去耦链相出现。
2006-08-17 cond-mat.str-el
Spin dynamics in the high-field phases of volborthite
本文报道了钙钛矿Cu_3V_2O_7(OH)_2·2H_2O的单晶~(51)VNMR研究。在28 T以上的1/3磁化平台中,核自旋-晶格弛豫速率1/T1指示具有在4.6-5.9范围内的大的有效g因子的激发间隙,指向磁振子束缚态。低于26 T的间隙已经关闭,NMR光谱表明小的内部场与高斯分布,而1/T1显示出幂律的顺磁状态下的温度依赖性,这类似于与磁序相关的自旋波动的减缓。我们讨论了一个奇异的自旋态的可能性所造成的磁振子束缚态的凝聚低于磁化平台。
2017-11-29 cond-mat.str-el
Magnetic behavior of volborthite Cu3V2O7(OH)2(H2O)2 determined by coupled trimers rather than frustrated chains
出于最近的实验显示一个宽的1/3磁化平台的volborthite单晶,我们进行微观建模通过密度泛函理论(DFT)的单晶结构数据作为出发点。利用DFT+U方法,我们发现了四种主要的磁交换:反铁磁J和J2,以及铁磁J'和J1。模拟结果表明,所推导的自旋哈密顿量与实验低场磁化率和高场磁化强度数据吻合良好。1/3平台相属于由强J键形成的极化磁性三聚体。一个有效的J $\rightarrow\infty$模型表明,在平台阶段之前的磁振子束缚态的凝聚的趋势。
2016-07-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
High-field Phase Diagram and Spin Structure of Volborthite Cu3V2O7(OH)2/2H2O
我们报告的51 V NMR实验结果的高品质粉末样品的volborthite Cu 3V 2 O 7(OH)2/2 H2O,自旋1/2海森堡反铁磁体扭曲kagome晶格。在磁场$B$低于12 T的实验之后,NMR测量已经扩展到高达31 T的更高的场。除了两个已知的有序相(相I和II),我们发现了一个新的高场相(相III)高于25 T,在第二磁化步骤已被观察到。从顺磁相到反铁磁相III的转变发生在26 K,这比从顺磁相到低场相I(B < 4.5 T)和II(4.5 < B < 25 T)的转变温度高得多。在低温下,两种类型的V网站观察到不同的弛豫速率和线的形状在第三阶段,以及在第二阶段。我们的研究结果表明,第二和第三阶段表现出一个异质的自旋态组成的两个空间交替的铜自旋系统,其中之一表现出异常的自旋波动与其他显示出传统的静态秩序。后者系统的磁化强度表现出突然增加后进入第三阶段,导致在第二磁化步骤在26 T。我们讨论了可能的自旋结构在第三阶段。
2012-01-10 cond-mat.str-el
Gapless Spin Excitations in the $S=1/2$ Kagome- and Triangular-Lattice Heisenberg Antiferromagnets
利用数值精确对角化和有限尺寸标度分析方法研究了$S=1/2$ kagome和三角晶格海森堡反铁磁体.这两个系统的磁场导数在零磁化的行为进行检查。结果表明,每个体系的自旋激发都是无带隙的。
2018-01-13 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Magnetic phase diagrams of classical triangular and kagome antiferromagnets
我们研究了几何阻挫对三角晶格和戈薇晶格上经典海森堡反铁磁体的$H$- $T$相图的影响。通过大规模蒙特卡罗模拟得到了这两种模型的相图。对于kagome反铁磁体,热涨落不能完全解除简并和稳定无序多极相。我们发现,在kagome反铁磁体的低场和高场经典基态的不同简并度相关的无序效应的顺序的温度标度的实质性差异。在低场区,半量子涡旋的解束缚产生了无Kosterlitz跃迁到自旋-自旋相变。
2010-12-03 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Quantum spin-liquid behavior in the spin-1/2 random-bond Heisenberg antiferromagnet on the kagome lattice
利用精确对角化方法研究了kagome晶格上猝灭键无规性对$S=1/2$反铁磁海森堡模型有序性的影响.当随机性超过临界值时,该模型的基态表现出从非磁性态到随机性相关的无带隙自旋液体态的转变。讨论了S=1/2 kagome晶格反铁磁体herbertsmithite的影响。
2014-08-23 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Low Energy Singlets in the Heisenberg Kagome Antiferromagnet
利用Contractor重整化将Kagome晶格上的自旋半海森堡反铁磁体映射为三角形超晶格上的自旋-赝自旋哈密顿量。变分后,我们发现了一个具有柱状二聚体有序结构的基态。二聚体取向的波动描述了一个有效的O(2)模型的能量指数抑制时钟质量标度以上。我们的结果解释了数值上观察到的低能量单态的大密度和实验上观察到的非磁性T平方比热。
2004-06-25 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Exact low-temperature behavior of kagome antiferromagnet at high fields
将自旋为1/2的kagome反铁磁体在饱和场附近的低能自由度映射到三角晶格上的硬六边形模型。后一个模型是完全可解的。所提出的映射允许获得定量描述的量子kagome反铁磁体的磁热力学指数小的修正,以及预测的临界行为过渡到一个磁振子晶体状态。提出了一种类似的映射方法,将双链映射到链上的经典硬二聚体模型上。
2004-08-18 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Fictitious excitations in the classical Heisenberg antiferromagnet on the kagome lattice
采用改进的Monte Carlo算法和高精度自旋动力学模拟,研究了极低温下Kagome晶格上海森堡反铁磁体的动力学行为.我们证明了传播激励的检测和正确识别关键取决于坐标的选择,我们展示了如何在傅立叶空间中的模式,如果一个单一的,全球笛卡尔坐标系被选中。
2012-07-17 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Octupolar ordering of classical kagome antiferromagnets in two and three dimensions
用蒙特卡罗模拟研究了二维kagome和三维超kagome晶格上的经典海森堡反铁磁体.对于这两种模型,低温下的自旋破缺态都用非零八极矩或三阶自旋张量序参量来描述。在二维kagome反铁磁体中,在T_k ~ 0.004J处发生了向共面态的急剧跃迁,我们将其归因于分数涡旋的扩散。三维模型在T_c ~ 0.002J处表现出一级相变,转变为具有临界自旋关联的相,该相具有长程序八极矩。
2008-09-16 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Magnetism of the diluted Ising antiferromagnet in a magnetic field on the Kagome lattice: single-spin cluster approximation
采用基于单自旋团簇的有效场论,研究了Kagome晶格上具有最近邻相互作用的稀释自旋$1/2$ Ising反铁磁体.当外加磁场时,我们观察到稀释反铁磁体的磁化曲线中有五个平台,这与Monte Carlo计算结果相一致。还研究和讨论了场地稀释对磁化率的影响。特别地,我们发现在$0$ K时,受抑的Kagome晶格逆磁化率降为零。
2019-11-11 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Field induced transitions in a kagome antiferromagnet
研究了经典海森堡反铁磁体在磁场中的热无序效应。使用分析参数,我们预测了一个独特的H-T相图,这种强阻挫磁体:状态与共面和单轴triatic序参量分别在低和高磁场和不可压缩的共线自旋液体状态的三分之一的饱和场。我们还提出了Monte Carlo数据证实这些阶段的存在。
2002-01-18 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Asymmetric melting of one-third plateau in kagome quantum antiferromagnets
利用典型的纯量子态方法,在自旋为1/2的kagome海森堡反铁磁体中发现了三分之一磁化平台在加热时的不对称破坏。这种不对称性源于磁化强度为$(1/3-2/N_{\rm s})$的$N_{\rm s}$自旋系统的低位激发态密度大于磁化强度为$(1/3+2/N_{\rm s})$的低位激发态密度。在kagome反铁磁体的候选材料中,可以检测到反映平台低场一侧较大态密度的比热和熵的增强。我们讨论了这种不对称性源于高原周围冰规则的空前保存。
2020-09-09 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
The spin-half Heisenberg antiferromagnet on the square-kagomé lattice: Ground state and low-lying excitations
讨论了二维正方形格子上自旋半海森堡反铁磁体的基态和低激发态。这个磁系统属于一类具有无限非平凡简并的经典基态的高阻挫自旋系统,因为它也被称为海森堡反铁磁体的kagome和星晶格上。自旋半系统的量子基态是一个量子顺磁体,可能具有有限的自旋能隙,并且在这个能隙内具有大量的非磁激发。磁化强度与磁场的关系曲线显示出平台以及由于独立的局部磁振子状态而导致的宏观磁化强度跳变到饱和。
2004-11-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Ground State and Elementary Excitations of the S=1 Kagome Heisenberg Antiferromagnet
利用精确对角化和集团展开方法研究了S=1 kagomé Heisenberg反铁磁体(KHAF)的低能谱.磁激发能隙的大小与最近对\mpynn的实验观察一致。与$S=1/2$ KHAF相反,非磁性激发具有与磁性激发相当的有限能隙。作为基态的物理图像,提出了六角单重态固体,并通过变分分析进行了验证。
2000-06-01 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Metamagnetic jump in the spin-1/2 antiferromagnetic Heisenberg model on the square-kagome lattice
从理论上研究了二维正方形格子上自旋为1/2的反铁磁海森堡模型的磁化过程。在1/3和2/3平台的高边缘磁化过程中存在变磁跃变。用近似的单胞态得到了临界场的参数依赖性和1/3平台高沿处的磁化跳变幅度,并与42个格点精确对角化的数值结果进行了比较。
2018-07-03 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Magnetization Process of the S=1 and 1/2 Uniform and Distorted Kagome Heisenberg Antiferromagnets
用数值精确对角化方法研究了S=1和1/2 kagome Heisenberg反铁磁体的磁化过程。发现零温磁化曲线在全磁化强度的1/3处有一平台。在存在$\sqrt{3} \times \sqrt{3}$晶格畸变的情况下,该平台被增强并且最终实现亚铁磁状态。在主高原之上还出现了次高原。这些现象的物理起源进行了讨论。
2001-10-03 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Ground State Phase Transition in the S=1 Distorted Kagomé Heisenberg Antiferromagnets
用微扰计算和数值精确对角化方法研究了畸变S=1 kagomé Heisenberg反铁磁体(KHAF)的基态相变.在强的$\sqrt{3} \times \sqrt{3}$晶格畸变下,均匀KHAF的六重态单重固体(HSS)基态被破坏,形成了与HSS态完全不同的新的单重态--大HSS(LHSS)态.这两个单重态之间的量子相变类似于S=1反铁磁海森堡链中的Haldane-二聚体跃迁。该转变的存在支持均匀S=1 KHAF的基态的HSS图像的有效性。
2001-06-15 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
The "Square Kagome" Quantum Antiferromagnet and the Eight Vertex Model
我们介绍了一个二维网络的角共享三角形与正方形晶格对称。这里的磁系统的性质应该与戈薇晶格上的磁系统相似。针对自旋半海森堡量子反铁磁体,我们将自旋对称群从SU(2)推广到SU(N)。在大N极限下,我们将模型精确地映射到Baxter求解的八顶点模型。我们预测了指数数量的低洼单重态,三重态的差距,和双峰比热。此外,大的N极限表明有限温度相变成有序的“共振环”和破坏平移对称的相位。
2001-03-16 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
p6 - Chiral Resonating Valence Bonds in the Kagome Antiferromagnet
利用Contractor重整化将Kagome Heisenberg反铁磁体映射到恒星超晶格的有效哈密顿量上。大晶格上的基态能量与密度矩阵重整化群的比较证明了有效相互作用在范围3处的截断是合理的。在我们的精度范围内,磁和平移对称性没有被破坏(即自旋液体基态)。然而,我们发现双峰谱简并信号p6 -手性对称性破缺的发病。这可以通过简单的平均场分析来理解。实验上,p6手征序参量应该在带中心附近分裂光学声子简并。此外,弱次近邻耦合进行了讨论。
2012-10-25 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Anomalies of kagome antiferromagnets on magnetization plateaus
本文采用两种互补的方法讨论了自旋$1/2$ kagome晶格量子反铁磁体在磁化平台上的基态简并度:封闭边界条件下的绝热通量插入和准一维极限下关于固有对称性的t Hooft反常论证.在$\mathrm{U(1)}$自旋-旋转和平移对称性下,倾斜边界条件下的磁通插入分别限制了$1/9$、$1/3$、$5/9$和$7/9$磁化平台上基态简并度的下限:$3$、$1$、$3$和$3$。这一结果促使我们进一步发展异常解释的$1/3$高原。利用异常对空间各向异性的不敏感性,我们从准一维的观点研究了$1/3$平台上唯一的能隙基态的存在。在准一维极限下,kagome反铁磁体被简化为弱耦合的三腿自旋管。在这里,我们指出以下对$1/3$平台的异常描述。虽然简单的$S=1/2$三腿自旋管由于$\mathbb Z_3\times \mathbb Z_3$对称性和$1/3$填充处的平移对称性之间的异常而不能在$1/3$平台上具有唯一的带隙基态,但可果美反铁磁体明确地打破了与单位晶胞中自旋的$\mathbb Z_3$循环变换相关的$\mathbb Z_3$对称性之一。因此,可果美反铁磁体在$1/3$平台上可以具有独特的带隙基态。
2020-11-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Dynamical Correlations of the Kagome S=1/2 Heisenberg Quantum Antiferromagnet
基于大尺度精确对角化和连分式方法,我们确定了kagome晶格上S=1/2海森堡量子反铁磁体的动力学响应函数。动态自旋结构因子具有重要的光谱权重,主要是沿着扩展布里渊区的边界,能量扫描显示在2 \sim 3 J的范围内延伸的广泛响应,伴随着在最低可用能量下的显著强度。分散特征基本上不存在。动力学单重态相关性--与非弹性光探针相关--揭示了类似的广泛响应,在低频下具有高强度Ω/J \lesssim 0.2J。然而,这些低能单重激发似乎并不有利于特定的价键晶体,而是分布在许多对称允许的本征态上。
2009-01-08 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Ground State Phase Diagram of the Distorted S=1 Kagomé Heisenberg Antiferromagnets with Single-site Anisotropy
用数值精确对角化方法研究了具有单格点各向异性D的畸变S=1 kagome海森堡反铁磁体(KHAF)的基态相变.强易面各向异性破坏了均匀KHAF的六重单重态(HSS)基态,实现了大维态。这两个状态之间的量子相变类似于S=1反铁磁海森堡链中的Haldane-大-D跃迁。还研究了sqrt(3)× sqrt(3)晶格畸变和单点各向异性的综合效应。给出了计算结果所期望的基态相图。这种转变的存在是一致的HSS图片的基态的均匀S=1 KHAF,并支持其有效性。
2002-07-25 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Kagome-like chains with anisotropic ferromagnetic and antiferromagnetic interactions
我们考虑一个自旋$\frac{1}{2}$ kagome类链竞争铁磁和反铁磁各向异性交换相互作用。该模型的基态相图由铁磁相和亚铁磁相组成。我们研究了这些相之间的相边界的基态和低温性质。相界上的基态是宏观简并的,由局域磁振子态组成。计算了体系的基态简并度和相应的剩余熵。自发磁化强度在相边界上有一个跳跃,证实了一级类型的相变。在强各向异性的限制下,低能激发谱具有多尺度结构,这决定了比热行为的特殊特征。
2017-02-13 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Critical magnetization behaviors of the triangular and Kagome lattice quantum antiferromagnets
利用数值精确对角化方法研究了磁场中三角晶格和Kagome晶格上的$S=1/2$量子自旋反铁磁体.特别地,我们专注于每个系统在饱和磁化强度的1/3处的异常磁化行为。临界指数分析表明,三角晶格上存在一个常规的磁化平台,而Kagome晶格上存在一个非常规的现象,称为磁化斜坡。
2011-02-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Evidence for a Gapped Spin-Liquid Ground State in a Kagome Heisenberg Antiferromagnet
在寻找具有量子自旋液体基态的自旋系统中,戈薇海森堡反铁磁体是一个领先的候选者。它的基态的性质仍然是一个有很大争议的问题。我们进行了17-O单晶NMR测量的S=1/2 kagome晶格在herbertsmithite ZnCu $_3$(OH)$_6$ Cl $_2$,这是已知的自旋激发光谱中表现出的自旋连续。我们证明了由17-O NMR频移推导出的本征局域自旋极化率$χ_{kagome}$在温度T ~ 0.03 J以下渐近为零,其中J ~ 200 K为Cu-Cu超交换作用。结合我们在低温下观察到的$χ_{kagome}$的磁场依赖性,这些结果表明,kagome海森堡反铁磁体具有有限隙的自旋液体基态。
2015-11-06 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Antiferromagnetic Ising model saturation field entropies: ladders and kagome lattice
本文计算了准一维晶格(梯)和kagome晶格上反铁磁伊辛模型的饱和场熵。前者通过构造相应的传递矩阵来精确地评估,而后者的计算使用Binder算法,用于有效地和精确地计算超过1300个自旋的配分函数,以Boltzmann单位给出S = 0.393589(6)。我们评论的可果美晶格的自旋冰化合物镝钛氧化物的实验情况的关系。
2013-10-30 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el physics.comp-ph
Low temperature ordering in easy-axis $S=1$ kagome and triangular lattice antiferromagnets
简要回顾了早期工作的低温阶段的$S=1$戈美和三角晶格反铁磁体,其中有足够强的单离子各向异性$D$,占主导地位的反铁磁交换$J$。
2014-01-02 cond-mat.str-el
Magnetization Process of the Spin-S Kagome-Lattice Heisenberg Antiferromagnet
用数值对角化方法研究了kagome晶格上自旋S海森堡反铁磁体的磁化过程。我们对S=1、3/2、2和5/2的有限尺寸小团簇的数值对角化数据表明,磁化过程中,磁化平台出现在饱和高度的三分之一处,与S无关。我们讨论了S的依赖性的边缘字段和高原的宽度相比,最近的结果由实空间微扰理论。
2015-05-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Quantum criticality of the kagome antiferromagnet with Dzyaloshinskii-Moriya interactions
研究了最近邻kagome反铁磁体在Dzyaloshinksii-Moriya相互作用下的零温相图。我们发展了一个具有玻色自旋子的Z2自旋液体和具有反铁磁长程序的相之间的转变理论。连接到最近的数值研究和实验进行了讨论。
2010-03-05 cond-mat.str-el
Numerical-Diagonalization Study of Spin Gap Issue of the Kagome Lattice Heisenberg Antiferromagnet
利用数值对角化方法研究了$S=1/2$ kagome晶格Heisenberg反铁磁体的单重态-三重态激发能隙随系统尺寸的变化。我们成功地获得了一个新的结果,集群的42个网站。分别分析了偶数位点和奇数位点系统的空位序列。仔细的研究表明,当我们认为系统是无间隙的时,并不存在矛盾。
2011-03-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Magnetization Process of Kagome-Lattice Heisenberg Antiferromagnet
研究了kagome晶格上各向同性海森堡反铁磁体的磁化过程。从数值对角化方法获得的数据重新检查的磁化相对于磁场的导数的观点。我们发现,在大约三分之一的磁化饱和的高度的导数的行为是显着不同的情况下,典型的磁化平台。在Kagome晶格反铁磁体的磁化过程中,我们发现了一种新的现象,称之为“磁化斜坡”。
2010-04-15 cond-mat.str-el
Absence of long-range order in a spin-half Heisenberg antiferromagnet on the stacked kagome lattice
利用自旋转动不变的格林函数方法研究了堆叠kagome晶格上自旋半海森堡反铁磁体的基态。由于纯的二维可果美反铁磁体很可能是磁无序的量子自旋液体,我们研究的问题,在堆叠的三维系统中的可果美层的耦合是否可能导致磁有序的基态。给出了自旋-自旋关联函数和关联长度。为了比较,我们也应用线性自旋波理论。我们的研究结果提供了强有力的证据表明,该系统保持短程有序的符号和层间耦合的强度无关。
2005-03-10 cond-mat.str-el
Electronic properties of the doped antiferromagnet on a kagome lattice
在t-J模型下,基于自洽平均场论,研究了kagome晶格上掺杂反铁磁体的电子性质。在半充满时,kagome反铁磁体的自旋液体基态能量为Eg/NJ=-0.859,与数值计算结果吻合得很好.远离半填充,电子光电子能谱和态密度的讨论,结果表明,在正常状态的系统有一个差距。
1999-06-03 cond-mat.str-el
Quantum Kagome antiferromagnet ZnCu3(OH)6Cl2
与S=1/2自旋的量子涨落增强相关的松散连接的戈薇晶格上反铁磁相互作用的挫败很久以前就被认为是稳定磁性物质新基态的关键点。直到最近,模型化合物Herbersmithite,ZnCu 3(OH)6Cl 2,一种结构完美的可果美反铁磁体,才被合成出来,并与理论进行了密切的比较。我们回顾和分类在过去几年中获得的各种实验结果,并强调一些悬而未决的问题。
2010-01-06 cond-mat.str-el