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
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
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
Absence of Spin Frustration in the Kagomé Layers of Cu2+ Ions in Volborthite Cu3V2O7(OH)2x2H2O and Observation of the Suppression and Re-entrance of Specific Heat Anomalies in Volborthite Under External Magnetic Field
通过基于DFT+U计算的能量映射分析,我们确定了钙钛矿Cu_3V_2O_7(OH)_2x_2H_2O的kagomé层中Cu ~(2+)离子之间的自旋交换,发现Cu ~(2+)离子的kagomé层几乎没有自旋阻挫,在~75 K以下的磁性质可用由有效S=1/1组成的反铁磁均匀链来描述。2个赝自旋单位。通过合成Cu_3V_2 O_7(OH)_2x_2H_2 O及其氘代类似物Cu_3V_2 O_7(OD)_2x_2D_2 O的单晶,并研究它们的磁化率和比热,证实了这一结论。每个可果美层都由相互缠绕的两条腿的自旋梯和线性自旋三聚体组成。当后者充当S=1/2赝自旋单元时,每个两腿自旋梯表现为S=1/2赝自旋链。每个可果美层中相邻的两条腿自旋梯相互作用非常弱,因此要求每个两条腿自旋梯的所有最近邻自旋交换路径在可果美层的所有自旋梯布置中保持反铁磁耦合。这一约束条件施加了三组熵谱,通过这三组熵谱,当温度降低到~1.5 K以下和外部磁场B升高时,每个kagome层都可以与周围环境交换能量。我们发现,当磁场B增加到~4.2 T时,在~1.5 K以下观察到的硼镁石比热异常被抑制,当B增加到~5.5 T以上时,出现了一个新的比热异常,并且所施加的三组熵谱是比热异常的场依赖性的原因。
2022-03-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech 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
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
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
Heisenberg antiferromagnet with anisotropic exchange on the Kagome lattice: Description of the magnetic properties of volborthite
本文研究了Kagome网上具有空间各向异性最近邻交换耦合的Heisenberg反铁磁体的性质,即耦合J在一个晶格方向上,耦合J'在另外两个方向上.当J/J' > 1时,该模型可以用来描述矿物氟硼硫石的磁性.在经典极限下,它呈现出两种基态:当J/J' < 1/2时的亚铁磁态和当J/J' > 1/2时的大量倾斜自旋态。为了包含量子效应的自洽性,我们研究了在大N极限下原始SU(2)对称模型的Sp(N)对称推广。除了对各向异性的依赖之外,Sp(N)对称模型还依赖于测量量子效应重要性的参数kappa。我们的数值计算表明,在kappa-J/J'平面上,该系统显示出一个丰富的相图,包含亚铁磁相、无公度相和解耦的链状相,后两者具有短程有序和长程序.我们证实了这些结果表明,各阶段之间的边界和其他几个功能的Sp(N)相图可以通过分析计算确定。最后,将块自旋微扰展开应用于自旋为1/2的三聚体模型,我们认为在强各向异性的极限J/J' >> 1时,原模型的基态是共线有序的反铁磁体,它通过量子相变与无公度态分离。
2007-08-06 cond-mat.stat-mech 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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Symmetry Reduction in the Quantum Kagome Antiferromagnet Herbertsmithite
采用互补扭矩磁力仪和电子自旋共振的单晶体的赫氏石,最接近实现的量子戈薇反铁磁体具有自旋液体基态的日期,我们提供了新的见解不同的贡献,其磁性。在低温下,发现了两种不同类型的缺陷,它们与kagome自旋的磁耦合不同,令人惊讶的是,它们的磁响应与理想kagome晶格的三重对称性相矛盾,这表明存在一种全局结构畸变,这种畸变可能与自旋液体基态的建立有关。
2017-01-05 cond-mat.str-el
Disorder effects in the quantum kagome antiferromagnet ZnCu3(OH)6Cl2
ZnCu_3(OH)_6Cl_2的核磁共振实验激发了我们研究非磁性缺陷对反铁磁自旋1/2kagome晶格的影响。我们使用精确对角化方法来研究两个这样的缺陷对有限尺寸系统的影响。我们的结果,在没有可调参数,是在良好的定量协议与最近的氧17 NMR数据。他们提供了支持的实验解释的存在下,由于Zn/Cu的替代品的可果美层内的缺陷。我们的研究结果还表明,在较低的温度下,无序效应变得相关,提出了关于实验证据的可果美2D层中没有内在的自旋间隙的问题。
2008-05-22 cond-mat.str-el
Generalized Hardcore Dimer Models approach to low-energy Heisenberg frustrated antiferromagnets: general properties and application to the kagome antiferromagnet
我们提出了一个一般的非微扰方案,定量映射的低能量部门的自旋1/2受挫海森堡反铁磁体有效的广义量子二聚体模型。我们发展了形式的格点无关框架,并建立了一些重要的结果(i)的地方产生的哈密顿(ii)如何充分的重正化方案可以执行。然后将该方法应用于备受争议的kagome反铁磁体,对于该反铁磁体,完全图形化的有效哈密顿量-显示出捕获基本属性并提供对微观模型的深刻见解[D. Poilblanc,M. Mambrini和D. Schwandt,arXiv:0912.0724] -是派生的。
2010-04-11 cond-mat.str-el
First-principles determination of Heisenberg Hamiltonian parameters for the spin-1/2 kagome antiferromagnet ZnCu3(OH)6Cl2
锌铜矿(ZnCu 3(OH)6Cl 2)通常被认为是迄今为止已知的高度受抑的反铁磁戈薇晶格的最佳实现。我们采用密度泛函理论计算,以确定八个交换耦合常数的基础海森堡哈密顿量。我们发现最近邻耦合J1远远超过所有其他耦合。然而,次近邻kagome层耦合的0.019 J1和层间耦合高达-0.035 J1稍微修改完美的反铁磁kagome哈密顿量。有趣的是,最大的层间耦合是铁磁的,即使没有Cu杂质的Zn层。此外,我们验证我们的DFT方法,将其应用到kapellasite,多晶型的herbertsmithite这是已知的实验表现出竞争交换相互作用。
2014-01-30 cond-mat.str-el
Quantum phase transition induced by Dzyaloshinskii-Moriya in the kagome antiferromagnet
我们认为,当Dzyaloshinskiii-Moriya耦合增加时,S=1/2的kagome反铁磁体发生了量子相变.对于$D<D_c$,系统处于无矩相,而对于$D>D_c$,系统形成反铁磁长程序。量子临界点被发现是$D_c \simeq 0.1J$使用精确对角化和有限尺寸标度。这表明可果美化合物ZnCu $_3(OH)$ _6 $Cl$ _3$可能处于由该不动点控制的量子临界区。
2008-07-09 cond-mat.str-el
Schwinger Boson mean field theory of kagome Heisenberg antiferromagnet with Dzyaloshinskii-Moriya interaction
利用Schwinger玻色子平均场论(SBMFT)研究了Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用对kagome Heisenberg反铁磁体的影响.在SBMFT框架下,Messio等人认为,可果美反铁磁体的基态可能是一种手性拓扑自旋液体(Phys. Rev. Lett. 108,207204(2012))。因此,我们计算了零温基态相图,考虑了时间反演破缺态以及完全对称的Ansätze。我们讨论了这些结果在实验和其他研究的相关性。最后计算了相应相态的静态和动态自旋结构因子。
2020-01-29 cond-mat.str-el
Spin liquid correlations in Nd-langasite anisotropic Kagomé antiferromagnet
用中子在单晶上的非弹性散射研究了几何阻挫Nd $\_3$ Ga $\_5$ SiO $\_{14}$化合物的动态磁关联。发现了一种在倒易空间中呈环形分布的散射信号,具有前所未有的色散特性。从相关自旋模型计算的静态磁散射的比较表明,所观察到的相是一个反铁磁kagomé的各向异性的Nd矩的晶格固有的自旋液体。
2006-05-23 cond-mat.str-el
Effective quantum dimer model for trimerized kagome antiferromagnet
本文在二阶微扰理论下,导出了自旋为1/2的三聚kagome反铁磁体的有效自旋-轨道哈密顿量。将所得模型的低能单重态映射到三角晶格上的量子二聚体模型。量子二聚体模型是由二聚体共振的三角晶格的几个最短的环路占主导地位。二聚体模型的特征能量尺度仅占较弱交换耦合常数的一小部分。
2005-01-19 cond-mat.str-el
Structure factor of low-energy spin excitations in a S=1/2 kagome antiferromagnet
在kagome上S=1/2海森堡反铁磁体的基态可以看作是束缚成小而重的单重对的费米子自旋的集合。这个系统中的低能磁激发对应于将电子对分裂成单个自旋子。本文计算了中子与独立自旋对非弹性散射的结构因子。
2010-06-07 cond-mat.str-el
Zero-energy excitation in the classical kagome antiferromagnet NaBa$_{2}$Mn$_{3}$F$_{11}$
我们进行了非弹性中子散射测量的多晶样品的经典可果美的NaBa $_{2}$ Mn $_{3}$ F $_{11}$调查的可能性的色散零能量激发与旋转的自旋沿链。所观察到的光谱确实表现出这样的激发在低能量下的强强度,以及色散激发在高能量下的弱强度。结合测量和线性自旋波理论的计算表明,NaBa $_{2}$ Mn $_{3}$ F $_{11}$是一个很好的实现了经典的可果美反铁磁体,它表现出一个无色散模式的磁偶极-偶极相互作用提升。
2020-06-04 cond-mat.str-el
High-Field Torque Magnetometry on the Kagome Antiferromagnet Karpenkoite
Department of Physics, Shizuoka University(静冈大学物理系);Institute for Solid State Physics, University of Tokyo(东京大学固体物理研究所)
本研究通过高强度磁场扭矩磁力计揭示了Kagome反铁磁体Karpenkoite在高磁场下的自旋重取向行为,发现其受Dzyaloshinskii-Moriya相互作用主导。
2025-10-19 cond-mat.str-el
Spin waves in the Frustrated Kagome Lattice Antiferromagnet KFe3(OH)6(SO4)2
用高分辨非弹性中子散射测量了S=5/2的Kagome晶格反铁磁体KFe_3(OH)_6(SO_4)_2的自旋波激发。我们直接观察到一个平坦的模式,对应于一个解除的“零能量模式”,验证了基本的预测戈薇晶格。一个简单的海森堡自旋哈密顿量提供了一个很好的适合我们的自旋波数据。反对称Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用是各向异性的主要来源,并解释了低温磁化和自旋结构。
2006-02-03 cond-mat.str-el
Studies of non-magnetic impurities in the spin-1/2 Kagome Antiferromagnet
受ZnCu $_3$(OH)$_6$ Cl $_2$最近实验的启发,我们研究了自旋为1/2的Kagome反铁磁体在掺杂杂质存在下的非均匀Knight位移(局域磁化率).用高温级数展开法计算了T=0.4J时的局部磁化率及其分布。在低温下,我们探讨了狄拉克自旋液体的建议,并计算了本地磁化率在平均场和超越平均场使用Gutzwiller投影,发现整体图片是一致的NMR实验。
2008-02-03 cond-mat.str-el
Distinct Spin Liquids and their Transitions in Spin-1/2 XXZ Kagome Antiferromagnets
利用密度矩阵重整化群方法,研究了自旋$1/2$ XXZ kagome反铁磁体的自旋液相。我们发现自旋液相的出现并不依赖于XXZ相互作用的各向异性。特别是,两个极端极限-伊辛(强$S^z$相互作用)和XY(零$S^z$相互作用)-与各向同性海森堡模型具有相同的自旋液相。得到了时间反演不变自旋液体和自发时间反演对称性破缺的手征自旋液体。我们表明,他们不断演变成彼此调整的第二和第三邻居的相互作用。最后,我们讨论了我们的结果对最近邻XXZ kagome反铁磁体中自旋液体性质的可能意义,包括研究最多的最近邻自旋- $1/2$ kagome反铁磁海森堡模型。
2015-01-22 cond-mat.str-el
Numerical study of magnetization plateaux in the spin-1/2 kagome Heisenberg antiferromagnet
我们澄清了在磁场中kagome $S=1/2$反铁磁海森堡模型的几个磁化平台的存在。使用近似或精确的局域磁振子本征态,我们能够以类似的方式描述饱和值的每个位置$m=1/3$、$5/9$和$7/9$的磁化强度的平台状态。这些结果证实了使用大规模的精确对角化的晶格多达63个网站。
2013-10-29 cond-mat.str-el
Breakdown of Linear Spin-wave Theory and Existence of Spinon Bound States in the Frustrated Kagome Lattice Antiferromagnet
用高分辨飞行时间非弹性中子散射研究了自旋为1/2的kagome晶格反铁磁体Cs $_2$ Cu $_3$ SnF $_{12}$的自旋动力学.平模是受抑kagome反铁磁体的一个特征,低能色散模是由磁振子主导的,可以用线性自旋波理论很好地描述。然而,该理论未能描述三个弱色散模式之间的9和14毫电子伏。这些模式可以归因于两个自旋束缚态,其在远离区中心和高温下衰减为自由自旋,引起连续散射。
2022-02-08 cond-mat.str-el
Spatially Anisotropic Heisenberg Kagome Antiferromagnet
研究了kagome晶格上自旋为1/2的量子海森堡反铁磁体的准一维极限。晶格被分成反铁磁自旋链(交换J),它们通过中间“悬挂”自旋(交换J ')弱耦合。利用一维玻色化、重整化群方法和电流代数技术,在J '<<J的极限下确定了基态.我们发现悬挂自旋和链自旋形成了一个分别具有O(1)和O(J'/J)静态矩的螺旋,在其顶部,链自旋沿垂直于螺旋平面的轴呈现出较小的O[(J '/J)^2]反铁磁有序分量.
2008-10-29 cond-mat.str-el
Phenomenological Z_2 lattice gauge theory of the spin-liquid state of the kagome Heisenberg antiferromagnet
我们构造了一个唯象的Z_2格点规范理论来描述自旋为零的反铁磁体的自旋液体态。该模型是Misguich-Serban-Pasquier哈密顿量的自然推广,增加了受晶格对称性强烈约束的相互作用。我们能够再现定性的许多特征在最近的数值研究中观察到的。我们也沿着类似的路线与以前的作品联系起来。
2013-03-05 cond-mat.str-el
Partial ferromagnetic ordering and indirect exchange interaction in spatially anisotropic kagome antiferromagnet Cs_2Cu_3CeF_{12}
本文报道了Cs_2Cu_3 CeF_{12}的晶体结构和非常规磁有序。屈曲kagome晶格中的交换网络是相当各向异性的,因此本自旋系统可以分为两个子系统:具有强反铁磁交换相互作用的交替海森堡链和悬挂自旋。虽然发现相邻自旋之间的直接交换相互作用都是反铁磁的,但观察到悬挂自旋的铁磁有序。磁化强度在饱和磁化强度的三分之一处表现出平台。这些观察结果可以从链自旋介导的悬挂自旋之间的间接相互作用来理解。
2009-06-25 cond-mat.str-el
Low temperature magnetization of the S=1/2 kagome antiferromagnet ZnCu_3(OH)_6Cl_2
我们测量了S=1/2 kagome反铁磁体Herbertsmithite的直流磁化强度,其值可低至0.1K。没有自旋冻结的迹象,观察到与前muSR和交流磁化率的结果。低温磁响应由缺陷贡献主导,其表现出新的能量标度$\simeq 1$ K,可能反映了缺陷的耦合。当磁场强度H> 8 T时,缺陷成分在低温下达到饱和,这使我们能够估计T=1.7K时非饱和的本征可果美磁化率的上限。
2007-10-02 cond-mat.str-el
Magnetization plateaus in the spin-1/2 antiferromagnetic Heisenberg model on a kagome-strip chain
kagome格点上自旋为1/2的海森堡模型是一个典型的受抑量子自旋系统。在一维的kagome-条格中也存在kagome格的基本结构,在一维的kagome-条格中也存在类似的挫挫。因此,我们利用密度矩阵重整化群方法研究了具有三个独立反铁磁交换作用的kagome带链上自旋为1/2的海森堡模型的磁化平台.在一定的交换参数范围内,我们发现了12种磁化平台,其中9种具有自发破坏平移或反射对称的磁性结构。的结构进行分类的五个网站的单位细胞与特定的键自旋相关性的阵列。在具有非平凡平台(3/10平台)的情况下,我们发现了周期为四个晶胞的长周期磁结构。
2018-01-09 cond-mat.str-el
Topological Magnon Insulator in NonCoplanar Kagomé Antiferromagnets: Supplemental Material of arXiv:1608.04561
在绝缘的Kagomé铁磁体中的拓扑磁振子绝缘体已经在一系列论文中得到了广泛的研究。人们已经确定,Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用是观察具有边模的非平凡拓扑磁振子的关键因素。然而,Kagomé晶格上的绝缘反铁磁体是被认为是研究量子自旋液体物理的操场的受抑系统。在这些系统中,磁感应强度可以与$\mathbf{q}=0$传播波矢产生共面但非共线的磁序。我们发现,拓扑磁振子带是不存在的,在这个共面的自旋织构形成鲜明对比,共线的铁磁体与自旋。因此,几何受挫的卡戈梅反铁磁体可以被认为是拓扑平凡的。在这些受抑磁体中的面外磁场的存在下,诱导了表现出非零自旋标量手征的非共面自旋织构。我们表明,场诱导自旋手征提供拓扑磁振子带在Kagomé反铁磁体,而不需要的双折射和生存在手征自旋液相阻挫磁铁。可能的实验材料包括铁黄钾铁矾KFe $_3$(OH)$_{6}$(SO $_{4}$)$_2$。
2016-11-21 cond-mat.str-el
Antiferromagnetism in kagome $α$-Cu$_{3}$Mg(OH)$_6$Br$_2$
用磁化率、比热容和中子衍射研究了$α$ -Cu $_3$ Mg(OH)$_6$ Br $_2$的反铁磁性。晶体结构由Cu $^{2+}$ kagome层组成,Mg $^{2+}$离子占据六边形的中心,由Br $^{1-}$离子分隔。磁性系统的反铁磁顺序在5.4 K的磁矩铁磁排列在戈薇平面内。有序矩为0.94 $μ_B$,表明量子和几何涨落很小。通过与钙钛矿的磁性和比热性质的比较,我们认为$α$-Cu $_3$ Mg(OH)$_6$ Br $_2$可以用二维自旋- $1/2$ Heisenberg kagome模型来描述,并且处于相图的铁磁序一侧。
2019-04-30 cond-mat.str-el
Effective Field Theory of Chiral Spin Liquid between Ordered Phases in Kagomé Antiferromagnet
本文提出了一种有效场论来描述Kagomé晶格上Heisenberg自旋系统中的手征自旋液态,我们导出了低能有效的kagomé理论(各向同性)数值计算表明,由第一近邻自旋交换引起的量子涨落与由第二近邻自旋交换引起的量子涨落一样强.我们利用手征序参量理论,讨论了kagomé反铁磁体中存在有限温度手征对称性破缺到手征有序态的可能性.计算了有效基态能中的手征对称性破缺项,证明了在kagomé反铁磁体中存在前三个最近邻自旋交换作用时,在基态中必然存在手征自旋液体.最后,我们考虑了kagomé反铁磁体的量子临界性,并证明了在满足我们推导出的适当“匹配条件”的两个有序态之间的过渡处自然出现了Chern-Simons项,为解释为什么手性自旋液体可以出现在适当的有序状态之间的过渡提供了解释。Simons项是手征自旋液态的低能有效理论,其中手征性是这种拓扑场论打破离散对称性的直接结果。
2018-05-04 cond-mat.str-el
Comment on "Kagome Lattice Antiferromagnet Stripped to Its Basics"
密度矩阵重整化群(DMRG)计算的大系统(高达3096自旋)表明,基态的海森堡模型的3链Kagome带自发二聚。该系统具有简并的基态和三重态和单重态激发的能隙。这些结果与Azaria等人(Phys. Rev. Lett. 81,1694(1998)),并建议需要重新检查的基础场论。
2000-03-03 cond-mat.str-el
Large Negative Quantum Renormalization of Excitation Energies in the Spin-1/2 Kagome Lattice Antiferromagnet Cs$_2$Cu$_3$SnF$_{12}$
利用非弹性中子散射研究了自旋- $\frac{1}{2}$畸变kagome晶格反铁磁体Cs $_2$ Cu $_3$ SnF $_{12}$中的磁激发。虽然自旋波色散可以定性地理解的线性自旋波理论(LSWT),激发能重整化的一个因素,约为0.6的LSWT计算,几乎不考虑动量转移。这种不足的LSWT,这是由于量子涨落,提供了证据的负量子重整化的自旋- $\frac{1}{2}$戈薇晶格反铁磁体。
2014-02-18 cond-mat.str-el