Revealing quantum spin liquid in the herbertsmithite $\rm ZnCu_{3}(OH)_6Cl_{2}$
基于实验数据和我们的理论分析，我们提出了一种在赫氏体等材料中建立无带隙量子自旋液体态的策略。为了阐明QSL的性质，我们建议在低温下测量热输运、低能非弹性中子散射和外磁场作用下的光学电导率。我们还认为，人为引入的不均匀性到$\rm ZnCu_{3}(OH)_6Cl_2$可以稳定QSL，并作为一个测试阐明来自杂质的贡献。我们预测的情况下，这些测量结果的无间隙QSL。
2018-06-28 cond-mat.str-el
Local Spin Susceptibility of the S=1/2 Kagome Lattice in ZnCu3(OD)6Cl2
我们报告单晶2-D NMR调查的近理想自旋S=1/2 kagome晶格ZnCu 3（OD）6Cl 2。我们成功地确定了2-D NMR信号来自最近的邻居的Cu 2+缺陷占据Zn网站。从2-D奈特位移测量，我们表明，弱相互作用的Cu 2+自旋在这些缺陷导致大居里-外斯增强对T=0常见的散装磁化率数据。我们估计的内在自旋磁化率的戈薇飞机减去缺陷的贡献，并探讨了几种情况。
2011-07-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ground state and excitation properties of the quantum kagomé system ZnCu$_{3}$(OH)$_{6}$Cl$_{2}$ investigated by local probes
我们表征的基态和激发光谱的$S=1/2$，名义上纯和完美的kagomé系统ZnCu $_{3}$（OH）$_{6}$ Cl $_{2}$使用以下测量：磁化强度，μ子自旋旋转频移$K$，横向弛豫时间$T_{2}^{\ast}$，零场弛豫，和Cl核自旋晶格弛豫$T_{1}$。我们没有发现单重态形成的迹象，没有长程有序或自旋冻结，甚至在低至60 mK的温度下也没有自旋Peierls转变的迹象。态密度具有$E^{1/4}$能量依赖性，对激发的间隙可以忽略不计。
2006-12-28 cond-mat.str-el
17O NMR study of the intrinsic magnetic susceptibility and spin dynamics of the quantum kagome antiferromagnet ZnCu3(OH)6Cl2
我们报告通过17 O NMR，一个明确的本地确定的内在可果美晶格自旋磁化率，以及周围的非磁性缺陷产生的自然Zn/ Cu交换在S=1/2（Cu 2+）herbertsmithite ZnCu 3（OH）6Cl 2化合物。解决了单重态-三重态间隙的问题。缺陷周围的磁响应被发现显着不同，从观察到的非挫折反铁磁材料。最后，我们根据Cu和Cl NMR数据[cond-mat 070314]讨论了我们的弛豫测量，并提出了激发的平坦q依赖性。
2008-01-08 cond-mat.str-el
Thermodynamic Properties of the Quantum Spin Liquid Candidate ZnCu$_{3}$(OH)$_{6}$Cl$_{2}$ in High Magnetic Fields
我们报告的比热和磁化强度的单晶样品的自旋1/2 kagome化合物ZnCu $_{3}$（OH）$_{6}$ Cl $_{2}$（herbertsmithite），一个有前途的量子自旋液体的候选人，在高磁场和低温下的测量。在$T$ = 0.4 K时，磁化强度达到$μ_{0}H$ = 55 T，表明在高于$\sim10$ T的磁场中弱相互作用杂质磁矩达到饱和。在高达18 T的磁场中，测量比热低至$T < 0.4$ K，揭示了$T$ -线性和$T$ -平方贡献。的$T$线性贡献是令人惊讶的大，并表明在大的应用领域的无隙激发的存在。这些结果进一步突出了不寻常的激发光谱的自旋液体基态的herbertsmithite。
2014-02-11 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
^{63}Cu, ^{35}Cl, and ^{1}H NMR in the S=1/2 Kagomé Lattice ZnCu_{3}(OH)_{6}Cl_{2}
ZnCu $_{3}$（OH）$_{6}$ Cl $_{2}$（$S=1/2$）是理想的Kagomé Heisenberg反铁磁体的一个有希望的新候选者，因为在低至$\sim$ 50 mK时没有磁相变。我们用核磁共振技术研究了它的局域磁环境和晶格环境。我们表明，内在的本地自旋磁化率{ \it减少}向T=0，但缓慢冻结的晶格附近$\sim$ 50 K，推测与OH键，有助于本地自旋磁化率及其分布的大幅度增加。T=0附近的自旋动力学在强磁场下服从幂律行为。
2008-01-11 cond-mat.str-el
Power-law dynamics in the spin-liquid kagome lattices SrCr8Ga4O19 and ZnCu3(OH)6Cl2
我们考虑了用μ子自旋弛豫（muSR）技术测量的SrCr_8Ga_4O_（19）和ZnCu_3（OH）_6Cl_2自旋液体系统的极化函数P^{exp}_Z（t）。我们给出了P^{exp}_Z（t）的函数形式，表明在0.1 K量级的温度范围内，磁关联的谱权函数F（ω）与1/|ω| ^{1 -x}（0 < x < 1），即\hbar ω~ 1 μeV。我们从现有实验数据的拟合中推导出F（ω）中涉及的参数。探测毫电子伏能量范围内F（ω）的非弹性中子散射数据与更常规的行为一致。这些差异可能是由于各种自旋动力学机制，即可果美层固有的或与这些化合物中已证实的磁性缺陷有关，作用于不同的能量。提出了新的muSR测量方法，并提出了理论发展，以确定发挥作用的机制。
2022-06-09 cond-mat.str-el
Spin Dynamics of the Spin-1/2 Kagome Lattice Antiferromagnet ZnCu_3(OH)_6Cl_2
我们对S=1/2 kagome晶格反铁磁体ZnCu_3（OH）_6Cl_2进行了热力学和中子散射测量。磁化率表明居里-外斯温度约为-300 K;然而，在50 mK以下没有观察到磁序。非弹性中子散射揭示了一个频谱的低能量自旋激发没有观察到的差距下降到0.1毫电子伏。低温比热遵循指数小于或等于1的幂律。这些结果表明，一个不寻常的自旋液体状态，基本上是无带隙激发实现在这个kagome晶格系统。
2007-04-02 cond-mat.str-el
Re-entrance of Gapless Quantum Spin Liquids Observed in a Newly Synthesized Spin-1/2 Kagome Antiferromagnet $ZnCu_{3}(OH)_{6}SO_{4}$
量子自旋液体（QSL）是一种具有奇异激发的物质状态，理论上预测最有可能在S=1/2的kagome反铁磁体中实现。在实验上寻找候选材料是凝聚态物理的一大挑战，迄今为止只有两个这样的候选材料被报道。本文报道了一种新的自旋为1/2的kagome反铁磁体ZnCu_3（OH）_6SO_4的合成。在低于50 mK的温度下没有观察到磁有序，尽管有一个中等高的外斯温度θW ~ -79 K。这强烈表明该材料是一种新的QSL候选材料。最有趣的是，磁比热在两个低温区明显呈现线性行为。这两种行为完全对应于两个温度无关的磁化率。这些结果一致地揭示了在最低温度下无带隙QSL态的一种新的再进入现象。这一发现为QSL基态和激发态的研究提供了新的视角，并将激发新的理论和实验研究。
2013-11-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Freezing of the Lattice in the Kagome Lattice Heisenberg Antiferromagnet Zn-barlowite ZnCu$_3$(OD)$_6$FBr
用$^{79}$ Br核四极共振（NQR）方法研究了Kagome晶格Heisenberg反铁磁体Zn-barlowite中Cu-Cu超交换作用$J$ ~（$\simeq160$ ~K）的超慢晶格动力学。在50~K以下，晶格完全冻结，由于晶格畸变的增加，$^{79}$ Br NQR的线形变宽了一倍.此外，冻结的晶格在横向自旋回波衰减中表现出振荡分量，这是通过间接核自旋-自旋相互作用进行的核自旋配对的典型特征。这表明在低于$\sim30$ ~K时，一些Br位通过一对kagome Cu位形成结构二聚体，然后逐渐出现自旋单线态.我们的研究结果强调了微妙的结构扭曲在确定的性质的无序磁基态的戈薇晶格中发挥的重要作用。
2022-03-08 cond-mat.str-el
Gapless ground state in the archetypal quantum kagome antiferromagnet ZnCu$_3$(OH)$_6$Cl$_2$
自旋液体是量子物质的奇异相，挑战了朗道的破环相变范式。尽管有很强的交换作用，自旋不会有序或冻结到零温度。虽然一维量子反铁磁体已经建立，但在量子涨落不那么剧烈的高维中，实现和理解这种状态代表了理论和实验上的主要问题。在这方面，最简单的最近邻海森堡反铁磁哈密顿量的高度挫折戈薇晶格已被证明是一个迷人的和鼓舞人心的模型。它的基态的确切性质仍然难以捉摸，自旋间隙的存在是区分各种自旋液体的首要问题。在这里，通过低温核磁共振（NMR）高品质单晶的对比实验，我们挑出kagome磁化率和相应的动力学在kagome原型，矿物herbertsmithite，ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$。我们坚定地得出结论，这种材料不窝藏任何自旋间隙，这恢复了收敛与最近的数值结果，促进一个无隙狄拉克自旋液体的海森堡kagome反铁磁体的基态。
2019-11-21 cond-mat.str-el
Comment on "Correlated impurities and intrinsic spin liquid physics in the kagome material Herbertsmithite" (T. H. Han et al., Phys. Rev. B 94, 060409(R) (2016))
最近，Han等人基于将杂质对其热力学性质的贡献与可果美晶格的贡献分开，对观察到的$\rm ZnCu_{3}(OH)_6Cl_2$赫氏硅钙石的行为进行了分析。作者开发了一个杂质模型来解释实验数据，并声称它与可果美层中存在的小自旋能隙是相容的。我们认为，他们提倡的模型是有问题的，与$\rm ZnCu_{3}(OH)_6Cl_2$的内在属性的观察和解释在最近的实验和理论研究相冲突。我们表明，在可果美层的间隙的存在本身并不是一个至关重要的，因为它不支配的热力学和运输性能的$\rm ZnCu_3(OH)_6Cl_2$。磁场中热输运的测量可以阐明$\rm ZnCu_{3}(OH)_6Cl_2$自旋液体物理的量子临界特性。
2016-09-18 cond-mat.str-el
Variational study of the ground state and spin dynamics of the spin-$\frac{1}{2}$ Kagome antiferromagnetic Heisenberg model and its implication on Hebertsmithite ZnCu$_{3}$(OH)$_{6}$Cl$_{2}$
我们发现自旋- $\frac{1}{2}$ Kagome反铁磁海森堡模型（自旋- $\frac{1}{2}$ KAFH）的最佳RVB态是由一个$Z_{2}$带隙的平均场模型描述的，它的平均场自旋子色散与广泛研究的$U(1)$ Dirac自旋液体态的平均场自旋子色散非常不同.然而，我们发现，从Gutzwiller投影RPA（GRPA）理论计算的物理自旋涨落谱以上这样的RVB状态实际上是无隙的，几乎是相同的$U(1)$狄拉克自旋液体状态。我们发现，这种特殊的行为可以归因于Kagome晶格上独特的平带物理，它使得平均场与RVB态之间的映射是非内射的。我们发现自旋- $\frac{1}{2}$ KAFH的自旋涨落谱并非毫无特征，而是在$\mathbf{M}$点附近的$0.25J$附近有一个显著的谱峰，该谱峰位于延伸到$2.7J$的宽连续谱中.基于这些结果，我们认为，低于2毫电子伏的谱峰的非弹性中子散射（INS）谱的Hebertsmithite ZnCu $_{3}$（OH）$_{6}$ Cl $_{2}$，这已归因于贡献的Cu $^{2+}$杂质自旋占据Zn $^{2+}$网站，而应被理解为本征贡献的可果美层。我们建议验证这样的图片，通过测量的骑士位移的Cu网站，而不是O网站，这是几乎盲目的自旋波动在$\mathbf{M}$点作为一个结果的强反铁磁相关最近的相邻自旋之间的可果美晶格。
2020-09-08 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
Chemo-Structural Disorder in the kagomé spin $S$ = 1/2 systems ZnCu$_3$(OH)$_6$Cl$_2$ and YCu$_3$(OH)$_{6}$Br$_{2}$[Br$_x$(OH)$_{1-x}$]
通过单晶衍射研究kagomé自旋1/2体系中Zn-Cu位点混合导致的化学-结构无序，发现特定组分下无序消失并出现由磁-声子耦合驱动的低温结构相变，物理性质与Cl同系物相似。
2024-11-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Heavy fermion spin liquid in herbertsmithite
我们分析了最近在强磁场作用下的铁磁$\rm ZnCu_3(OH)_6Cl_2$单晶样品的热容测量结果。结果表明，量子自旋液体在不同磁场下形成的比热$C_{mag}$与温度的关系类似于HF金属$\rm YbRh_2Si_2$的电子热容$C_{el}$.我们证明了自旋有效质量$M^*_{mag}\propto C_{mag}/T$具有类似于$C_{el}/T$的标度行为。我们还表明，最近的测量$C_{mag}$是相容的粉末样品上获得的。这些观测结果使我们得出结论：$\rm ZnCu_3(OH)_6Cl_2$是一种稳定的强关联量子自旋液体，即使在18 T的很高磁场下，自旋子激发谱中也不存在可能的能隙.
2015-05-29 cond-mat.str-el
Heat Transport in Herbertsmithite: Can a Quantum Spin Liquid Survive Disorder?
可以说，自旋进入长期寻求的量子自旋液体（QSL）状态的最有利的情况是当它们位于可果美晶格上时。关于这个有希望的平台的真正基态，在理论上还没有达成共识。实验工作主要依赖于一种原型材料ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$，也导致了多种可能性。除了哈密顿量中微妙的相互作用外，在大多数实验探测器都难以找到的真实材料ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$中，还有与无序相关的额外复杂程度。在这里，我们求助于热传输测量，一个更干净的探针，而不是直接贡献，无序只影响来自戈薇自旋的信号。对于ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$和相关的QSL候选物Cu $_3$ Zn（OH）$_6$ FBr，我们没有观察到任何自旋激发或任何场诱导变化对热导率的贡献。这些结果对这两种kagome化合物的基态的各种情况施加了不同的约束：虽然有隙的QSL，或某些量子顺磁态以外的QSL，是与我们的结果兼容，无隙的QSL必须显着修改的无序，使无隙的自旋激发局域化。
2021-05-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Structure and magnetism of S = 1/2 kagome antiferromagnets NiCu3(OH)6Cl2 and CoCu3(OH)6Cl2
采用旋转压力容器水热法成功地合成了S = 1/2 kagome反铁磁体MCu_3（OH）_6Cl_2（M = Ni和Co）。结构表征表明，这两种化合物具有与ZnCu_3（OH）_6Cl_2相似的晶体结构，具有R-3 m对称性。与ZnCu_3（OH）_6Cl_2类似，化合物在2K下没有明显的滞后现象。交流磁化率测量结果表明，NiCu_3（OH）_6Cl_2和CoCu_3（OH）_6Cl_2在低温（分别为6.0和3.5K）下都发生了自旋玻璃转变.它表明没有长程磁序和强烈的自旋挫折。磁性离子Ni ~（2+）或Co ~（2+）取代Zn ~（2+），有效地增强了层间交换耦合，改变了kagome自旋体系的基态。
2012-12-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Dzyaloshinskii-Moriya interactions in valence bond systems
我们调查的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的低温磁化率的系统，其低能物理是由短程价键（单线态）为主。我们的一般微扰方法被应用于特定的模型，包括自旋二聚体化合物SrCu_2（BO_3）_2的Shastry-Sutherland模型和最近发现的S=1/2 kagome化合物ZnCu_3（OH）_6Cl_2的反铁磁海森堡模型。中心结果是，短程价键相，当扰动与Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，将保持时间反演对称的磁场的情况下，但磁化率将是非零的T \to 0限制。应用于ZnCu_3（OH）_6Cl_2，这个模型提供了一个途径来调和实验结果，如缺乏磁序和缺乏任何自旋能隙的迹象，与已知的理论事实有关的戈薇海森堡反铁磁体。
2008-10-22 cond-mat.str-el
Magnetically ordered and kagome quantum spin liquid states in the Zn-doped claringbullite series
对氘代克拉菱沸石和掺锌克拉菱沸石（Zn $_x$ Cu $_{4-x}$（OD）$_{6}$ FCl）粉末样品进行了中子散射测量。在低温下，辉硅钙石Cu $_4$（OD）$_{6}$ FCl形成具有长程磁有序和自旋波磁激发的畸变烧绿石晶格.部分Zn掺杂导致名义ZnCu $_3$（OD）$_{6}$ FCl化合物，一种几何阻挫自旋1/2 kagome反铁磁体，在低至1.5 K时没有向磁序的转变。磁激发形成了一个无隙连续谱，这是量子自旋液体中分数激发的特征。
2022-11-15 cond-mat.str-el
Spontaneous spin ordering of Dirac spin liquid in a magnetic field
狄拉克自旋液体被认为是自旋为1/2的Kagome反铁磁体的基态。在磁场$B$中，我们证明了费米口袋态不稳定到朗道能级（LL）态。LL状态打破围绕磁场轴的自旋旋转。我们发现LL态具有面内120 $^{\circ}$ $q=0$磁化强度$M$，它与外场$M\sim B^α$成比例，其中$α$是Dirac自旋液体的固有可计算的通用数。我们讨论了相关的实验意义，可用于检测可能的狄拉克自旋液相在Herbertsmithite ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$。
2008-10-10 cond-mat.str-el
Combinatorial exploration of quantum spin liquid candidates in the herbertsmithite material family
本文用密度泛函理论对 herbertsmithite 家族的阳离子和卤素取代物进行组合筛选，依据结构、热力学、合成可行性及层畸变选出量子自旋液体候选材料。
2023-02-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strong relevance of Zinc impurity in the spin-$\frac{1}{2}$ Kagome quantum antiferromagnets: a variational study
通过变分优化研究自旋-$\ rac{1}{2}$ Kagome量子反铁磁体，发现非磁性锌杂质会显著改变局部自旋关联并引起磁响应的空间振荡，为$U(1)$ Dirac自旋液体中的Dirac节点提供了确凿证据。
2023-10-11 cond-mat.str-el
Effects of Single-site Anisotropy on Mixed Diamond Chains with Spins 1 and 1/2
研究了自旋为1和1/2的混合金刚石链在基态和有限温度下的单格点各向异性效应。存在其中基态是自旋团簇固体的相，即，由单重态二聚体分隔的不相关自旋1簇的阵列。基态对于易面各向异性是顺磁性的，而对于易轴各向异性是顺磁性的。此外，还存在Néel、Haldom和大- $D$相，其中基态是无限大的单个自旋团簇，并且系统等效于具有交替各向异性的自旋1海森堡链。在有限温度下计算了自旋团簇固相的纵向和横向磁化率及熵。它们的低温行为对各向异性很敏感。
2011-09-27 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Dynamic Scaling in the Susceptibility of the Spin-1\2 Kagome Lattice Antiferromagnet Herbertsmithite
自旋为1/2的kagome晶格反铁磁矿物ZnCu $_{3}$（OH）$_{6}$ Cl $_{2}$是量子自旋液体基态的候选材料。我们表明，这种材料的磁响应显示一个不寻常的标度关系，在这两个散装交流磁化率和低能量动态磁化率测量的非弹性中子散射。$χT^α$与$α\simeq 0.66$的量可以表示为$H/T$或$ω/T$的通用函数。这种缩放讨论中看到的系统中的无序或接近量子临界点的影响类似的行为。
2010-04-06 cond-mat.str-el
Scaling in Dynamic Susceptibility of Herbertsmithite and Heavy-Fermion Metals
本文提出了量子自旋液体的动态磁化率理论。所得到的结果是在很好的协议与实验事实上收集的Herbertsmithite ZnCu 3（OH）6Cl 2和重费米子金属，并允许我们预测一个新的缩放磁场的动态磁化率。在强磁场的作用下，量子自旋液体变得完全极化。我们发现，这种极化可以被看作是一种表现的间隙激发时，调查的自旋-晶格弛豫率。
2012-08-11 cond-mat.str-el quant-ph
Field-Induced Instability of a Gapless Spin Liquid with a Spinon Fermi Surface
量子kagome反铁磁体Zn-brochantite，ZnCu $_3$（OH）$_6$ SO $_4$的基态，是仅有的几个已知的二维或三维自旋液体（SL）实现之一，已被描述为具有自旋费米表面的无隙SL。采用核磁共振在一个广泛的磁场范围下降到毫开尔文温度，我们表明，在施加的磁场这种神秘的状态本质上是不稳定的SL与一个完整的或部分的差距。一个类似的不稳定性的无隙费米表面SL以前遇到的有机三角晶格反铁磁体，这表明一个共同的不稳定机制，最有可能产生的自旋配对。这种不稳定性的一个显著特性是，一个无穷小的领域足以诱导它，理论上预测的一些其他类型的无间隙SL的。
2017-10-02 cond-mat.str-el
Field-Induced Freezing of a Quantum Spin Liquid on the Kagome Lattice
本文报道了S= 12 Cu ~（2+）反铁磁体Herbertsmithite ZnCu_3（OH）_6Cl_2在磁场为2 ~ 12 T、温度为45 mK时的~（17）O NMR谱。虽然Herbertsmithite在零磁场下表现出无带隙的自旋液体行为，但我们发现在亚开尔文温度下由外加磁场诱导的自旋固相不稳定性。后一阶段显示出很大程度上抑制的时刻$\lesssim 0.1\muB$和缺口的激励。H-T相图表明在小而有限的磁场μ 0 Hc=1.55（25）T处存在量子临界点。我们讨论了这一发现的光的微扰Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，理论上提出了维持量子临界制度的量子戈薇海森堡反铁磁模型。
2011-11-29 cond-mat.str-el
Electron Doping a Kagome Spin Liquid
ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$是自旋液体的二维卡戈梅晶格实现，具有分数激发和带隙基态的证据。这种量子自旋液体被认为是高温超导的基础，并被预测会产生大量的新态，包括$1/3$ rd电子掺杂的狄拉克金属。本文报道了从$x$ = 0到$x$ = 1.8（$3/5$ th per Cu $^{2+}$）的电子掺杂ZnLi $_x$ Cu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$的拓扑化学合成。与预期相反，没有金属性或超导性诱导。相反，我们发现一个系统的抑制磁行为的相图。我们的研究结果表明，重要的理论工作需要理解和预测掺杂的作用，在磁阻窄带绝缘体，特别是局部结构无序和电子局域化的趋势之间的相互作用，并为未来的掺杂自旋液体的研究铺平了道路。
2016-10-14 cond-mat.str-el
Topological Thermal Hall Effect in Frustrated Kagomé Antiferromagnets
在阻挫磁体中，由自旋轨道耦合引起的Dzyaloshinsky-Moriya相互作用可以诱导磁长程有序。在这里，我们报告了一个理论预测的热霍尔效应阻挫kagomé磁体，如KCr $_3$（OH）$_6$（SO 4）$_2$和KFe $_3$（OH）$_{6}$（SO $_{4}$）$_2$。这些材料中的热霍尔效应是由标量自旋手性引起的，而不是以前研究中的自旋手性。标量自旋手征源于非共面自旋织构引起的磁场诱导手征自旋组态，但一般情况下，手征自旋手征可以自发地发展为量子自旋液体中的宏观序参量.因此，我们推断，有一种热霍尔效应的可能性阻挫kagomé磁铁，如herbertsmithite ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$和铬化合物Ca $_{10}$ Cr $_7$ O $_{28}$，虽然它们也显示出磁序在磁场或压力的存在下。
2017-01-16 cond-mat.str-el
Fractionalized excitations in the spin liquid state of a kagomé lattice antiferromagnet
磁性材料中可能会出现新的物理学，其中量子涨落由于维度的降低和强烈的挫败而增强。一个长期寻找的例子是共振价键（RVB）状态，其中原子磁矩是强相关的，但即使在T -> 0的极限下也不会有序或冻结。RVB的基态不破坏传统的对称性，如晶格平移或自旋旋转。这种量子自旋液体在二维空间中的实现将代表一种新的物质状态。人们认为自旋液体物理在高温超导现象中起着重要的作用，自旋液体状态的拓扑性质可能在量子信息领域中有应用。我们提出了自旋1/2 kagomé晶格反铁磁体ZnCu 3（OD）6Cl 2（也称为herbertsmithite）的单晶样品的自旋激发的中子散射测量。我们在二维磁体中观察到的自旋连续体是第一个引人注目的。这些结果可以作为赫氏体中量子自旋液体状态的关键指纹。
2013-07-18 cond-mat.str-el
Electrodynamics of quantum spin liquids
量子自旋液体因其特殊的磁性而引起了人们的极大兴趣，其特征是尽管磁相互作用很强，但在低温下仍不存在长程序。通常，这些化合物是强关联电子系统，并且它们的电动力学响应由激发光谱中的Mott间隙控制。本文总结并讨论了几种二维量子自旋液体的光学性质。首先，我们考虑的无机材料Herbertsmithite ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$和相关的化合物，结晶在kagome晶格。然后我们转向有机化合物$β^{\prime}$ -EtMe $_3$ \-Sb\-[Pd（dmit）$_2$ ] $_2$、$κ$ -（BEDT-TTF）$_2$ Ag $_2$（CN）$_3$和$κ$ -（BEDT-TTF）$_2$ Cu $_2$（CN）$_3$，其中自旋排列在几乎完美的三角晶格中，导致强烈的挫折。由于带宽的差异，有效相关强度在很宽的范围内变化，导致电动力学性质的一个相当独特的行为。我们讨论了自旋贡献的光学电导率相比，金属量子涨落附近的莫特过渡。
2018-04-27 cond-mat.str-el
Heat transport of the kagomé Heisenberg quantum spin liquid candidate YCu$_3$(OH)$_{6.5}$Br$_{2.5}$: localized magnetic excitations and spin gap
自旋1/2 kagomé Heisenberg反铁磁体被认为是实现量子自旋液体态的最有希望的二维模型之一。以前的实验工作几乎只限于一种原型材料，即赫氏石ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$，不幸的是，它遭受了由磁性紊乱引起的臭名昭着的孤儿自旋问题。在这里，我们转向YCu $_3$（OH）$_{6.5}$ Br $_{2.5}$，最近被认为是另一个主机的整体未扭曲的kagomé Cu $^{2+}$晶格的孤儿自旋自由，因此更可行的系统，用于研究本征kagomé量子自旋液体物理。我们的高分辨率低温热导率测量产生一个消失的小剩余线性项的$κ/T$（$T\rightarrow 0$），从而明确排除巡回无隙费米激发。不寻常的散射声子随温度呈指数增长，表明热激活的声子自旋散射，因此有间隙的磁激发，与$\mathbb{Z}_2$量子自旋液体基态一致。此外，磁场对热导率的影响的分析揭示了一个关闭的自旋间隙的字段，而激发保持本地化。
2022-06-16 cond-mat.str-el
Universal scaling of the specific heat in $S=1/2$ quantum kagome antiferromagnet herbertsmithite
尽管进行了大量的研究，自旋为1/2的kagome海森堡反铁磁体中实现的量子自旋液体态在很大程度上仍然是难以捉摸的。在赫氏矿ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$（完美可果美晶格上的量子自旋液体候选物）中，由于其晶体结构内存在层间Cu/Zn反位无序，精确表征可果美层的本征物理性质是极其具有挑战性的。本文对磁场中的单矿物的比热和热导率进行了高分辨率的测量。我们的研究结果突出了由可果美层作为$T/H$（温度/磁场）的函数所产生的内禀磁比热贡献的出色的标度崩溃。此外，在零和施加的磁场中没有观察到热导率$κ/T(T\rightarrow 0)$中的剩余线性项，这表明不存在巡回无间隙激励。这些结果提出了一个新的图像的量子自旋液体状态的可果美层的赫氏硅钙石，其中本地化的孤儿自旋出现和相互作用与随机交换与非巡回量子自旋液体。
2021-06-14 cond-mat.str-el
Spin-Orbit-Induced Magnetic Anisotropy for Impurities in Metallic Samples I. Surface Anisotropy
最近的近藤电阻率的测量在薄膜和电线，其中的近藤振幅被抑制较薄的样品的动机，磁性杂质的表面各向异性进行了研究。这种各向异性是在除了与杂质的交换相互作用之外，弹道区域中杂质周围的传导电子还存在强的自旋-轨道相互作用的情况下发展的。磁性杂质附近的不对称性表现出各向异性轴$n$，在平面的情况下，该各向异性轴垂直于该表面。自旋$S$的各向异性能为$ΔE=K_d (nS)^2$，各向异性常数$K_d$与从表面测量的距离$d$和$K_d>0$成反比。因此，在低温下，自旋被冻结在最低能量的单线态或双线态。各向异性对电阻率影响是下面论文（第二部分）的主题。
1997-07-29 cond-mat.str-el
Spin nematic states in spin-1 antiferromagnets with easy-axis anisotropy
众所周知，自旋非对称相可以出现在阻挫磁体中，也可以出现在具有大的奇异非海森堡项（如双二次交换）的哈密顿量所描述的磁体中。研究表明，具有单离子易轴各向异性的自旋为1的一维、二维和三维非阻挫反铁磁体在强磁场中均能出现双稳相。对于一维情形，我们用数值方法支持了我们的分析结果。
2013-04-19 cond-mat.str-el
Multiboson spin-wave theory for Ba2CoGe2O7, a spin-3/2 easy-plane Neel antiferromagnet with strong single-ion anisotropy
我们考虑正方晶格反铁磁海森堡哈密顿量扩展与单离子轴向各向异性项作为极小模型的多铁性Ba 2CoGe 2 O 7。发展了多玻色子自旋波理论，我们研究了自旋为3/2的系统中自旋激发的色散。作为一个强的单离子各向异性的结果，拉伸（纵向）自旋模式出现在光谱中。Zheludev等人[Phys.Rev.B68，024428（2003）]的中子非弹性散射谱被多玻色子自旋波理论中的低能模成功地再现，我们预期在4 meV处出现自旋伸缩模，可以用计算的动力学自旋结构因子来识别。我们预期对于任何S>1/2的化合物，在单离子各向异性显著的情况下，都会出现自旋拉伸模式。
2012-09-10 cond-mat.str-el
Resistive anisotropy due to spin-fluctuation scattering in the nematic phase of iron pnictides
大的电阻率的面内各向异性是铁磷属元素化物的非晶态的标志。求解玻尔兹曼输运方程，我们表明，突出的掺杂依赖性，以及各向异性的大值可以很好地解释动量相关的自旋涨落散射，而无需假设各向异性杂质状态。由于前向散射校正，即使在强自旋波动的情况下，热点也有助于电阻各向异性，这使得大的各向异性值成为可能。电子袋的椭圆率在解释各向异性的正值占主导地位方面起着重要作用，即，在整个掺杂范围内，在具有较弱自旋波动的方向上具有较大的电阻率。
2014-09-15 cond-mat.str-el
Effects of magnetic anisotropy on spin dynamics of ferromagnetic frustrated chain
利用密度矩阵重整化群方法，研究了具有竞争铁磁J1和反铁磁J2交换耦合的自旋为1/2的一维J1-J2 XXZ模型在外加磁场下的自旋动力学.自旋激发谱的数值结果表明，在场致自旋四极区，无论交换各向异性如何，纵向分量都是无隙模，横向分量都是有隙模.横向自旋激发的激发间隙随着交换各向异性的增加而增加，表明由于易轴各向异性，两个磁振子束缚态是稳定的。
2015-06-23 cond-mat.str-el
Noncoplanar multiple-$Q$ spin textures by itinerant frustration: Effects of single-ion anisotropy and bond-dependent anisotropy
在中心对称巡游磁体的有效自旋模型中，我们从理论上研究了多重$Q$自旋织构，它是由不同波数的自旋密度波叠加而成的。我们的重点是由自旋-电荷耦合引起的双二次相互作用和由自旋-轨道耦合引起的磁各向异性之间的相互作用。考虑到两种类型的磁各向异性，单离子各向异性和键相关的各向异性，我们阐明了一个原型的三角形晶格系统在没有和存在外部磁场的磁相图。在单离子各向异性的情况下，我们发现了过多的多个$Q$不稳定性取决于强度和各向异性的符号（易平面或易轴），包括skyrmion晶体的拓扑数为2。在外加磁场中，我们发现拓扑数为1的skyrmion晶体在易面（易轴）各向异性下，被面内（面外）磁场稳定。我们还研究了稳定的场诱导skyrmion晶体通过旋转场的方向。作为一个双积，我们发现，三重$Q$状态与非零手征的存在下，双二次相互作用和易轴各向异性。同时，我们发现键依赖的各向异性也稳定了这两种类型的skyrmion晶体。然而，我们发现，对于拓扑数为1的skyrmion晶体，Bloch和Néel型skyrmion晶体根据键依赖各向异性的符号被选择性地实现。此外，我们还发现了另一种多重$Q$态，包括两种类型的介子晶体与skyrmion数为1和2。本文的系统研究将为研究中心对称磁性金属中的复杂织构提供参考。
2021-01-28 cond-mat.str-el
Most spin-1/2 transition-metal ions do have single ion anisotropy
基于密度泛函理论和磁偶极-偶极能量计算以及自旋轨道耦合的微扰理论处理，通过研究CuCl 2·2 H2O、LiCuVO 4、CuCl 2和CuBr 2中自旋为1/2的Cu 2+离子易面各向异性的起源，探讨了含自旋为1/2的过渡金属离子磁性体系中自旋择优取向的原因.我们发现这些自旋为1/2的离子的自旋取向不是由它们的各向异性自旋交换相互作用引起的，也不是由它们的磁偶极-偶极相互作用引起的，而是由与它们的晶场分裂d态相关的自旋-轨道耦合引起的。我们的研究还预测了Bi 2CuO 4和Li 2CuO 2的Cu 2+离子的面内各向异性。我们的研究结果消除了自旋为1/2离子的磁性系统不存在自旋轨道耦合引起的磁各向异性的错误认识。
2014-09-12 cond-mat.str-el
Spin-orbit coupling induced magnetic anisotropy and large spin wave gap in $\rm Na Os O_3$
自旋轨道耦合和洪德规则耦合的磁有序，各向异性和激发的作用进行了研究内的最小三轨道模型的$5d^3$化合物$\rm Na Os O_3$。由$\rm Os O_6$八面体倾斜和旋转产生的跳跃不对称性以及弱相关效应引起的$xy$和$xz,yz$轨道的磁矩之间的不对称性被证明是该化合物中观察到的大SOC诱导的磁各向异性和自旋波隙的关键。由于内禀SOC引起的电子密度的变化下旋转的交错场，它们的耦合与轨道能量偏移也被发现有助于显着的磁各向异性能量。
2018-05-10 cond-mat.str-el
Stability of the spin-$1/2$ kagome ground state with breathing anisotropy
我们数值研究了自旋- $1/2$呼吸kagome晶格。在这个变化的戈薇海森堡反铁磁体，自旋属于向上和向下面对的三角形有不同的耦合强度。利用密度矩阵重整化群（DMRG）方法和精确对角化，我们证明了可果美反铁磁自旋液体对这种各向异性是非常鲁棒的。具有这种各向异性的材料--特别是最近研究的钒化合物$[{\mathrm{NH}}_{4}{]}_{2}[{\mathbf{C}}_{7}{\mathbf{H}}_{14}\mathbf{N}][{\mathbf{V}}_{7}{\mathbf{O}}_{6}{\mathbf{F}}_{18}]$（DQVOF）--因此可能是实现研究较多的可果美自旋液体的非常好的候选者。此外，我们仔细研究了强呼吸各向异性的限制，并发现过渡到一个无定形阶段的迹象。
2017-06-30 cond-mat.str-el
One-Dimensional S=1 Spin-Orbital Model with Uniaxial Single-Ion Anisotropy
本文研究了具有或不具有单轴单离子各向异性的一维S=1自旋轨道模型的基态性质。用密度矩阵重整化群方法计算了基态能量、磁化强度曲线和关联函数。我们讨论了基态性质如何依赖于轨道和自旋扇区的两个交换耦合。所得相图与S=1/2模型的相图进行了比较。我们还解决单轴单离子各向异性的影响。
2004-12-02 cond-mat.str-el
Quantum Spin Hall Insulators with Interactions and Lattice Anisotropy
本文将胞腔动力学平均场论及其实空间扩展与解析方法相结合，研究了蜂窝晶格上自旋轨道耦合与电子-电子相互作用之间的相互作用。我们提供了一个彻底的分析相图和温度的影响，在弱自旋轨道耦合。我们系统地讨论了量子自旋霍尔相位对相互作用和晶格各向异性的稳定性，从而导致在片格蜂窝模型。我们还展示了量子自旋霍尔绝缘体的螺旋边缘状态的演变特性作为哈伯德相互作用和各向异性的函数。在很弱的自旋轨道耦合和中等电子-电子相互作用下，我们证实了量子自旋液体相的存在。
2012-05-03 cond-mat.str-el
Field-Induced Spin Nematic Liquid of the $S=1/2$ Bond-Alternating Chain with the Anisotropy
该研究通过数值方法揭示了强各向异性下磁场诱导的向列自旋主导的 Tomonaga-Luttinger 液体相，并绘制了各向异性-磁化相图。
2022-09-20 cond-mat.str-el
Anisotropy of Magnetic Interactions in the Spin-Ladder Compound (C$_5$H$_{12}$N)$_2$CuBr$_4$
用高分辨多频电子自旋共振（ESR）谱探测自旋梯材料（C $_5$ H $_{12}$ N）$_2$ CuBr $_4$ [BPCB]中的磁激发。我们的实验提供了一个双轴各向异性（$\sim 5\%$占主导地位的交换相互作用）的直接证据，这是在一个完全各向同性的自旋阶梯模型采用该系统以前。有人认为，这种各向异性BPCB是由自旋轨道耦合，这似乎是重要的描述这种化合物的磁性。直接检测到BPCB的激发光谱$Δ_0/k_{B}=16.5$ K中的零场区心带隙。此外，还得到了梯间交换相互作用的ESR信号。BPCB中各向异性的详细表征完成了这种特殊的自旋梯材料的全自旋哈密顿量的确定，并显示了研究自旋梯中各向异性效应的方法。
2010-05-10 cond-mat.str-el
Spin Induced Optical Conductivity in the Spin Liquid Candidate Herbertsmithite
量子自旋液体（quantum spin liquid，QSL）是一种物质状态，其中磁自旋强烈相互作用，但即使在零温度下，量子涨落也会抑制长程磁序。QSL被预测具有许多奇异的性质，包括分数激发和长程量子纠缠。尽管有大量的理论研究，实验实现的QSL已被证明是具有挑战性的，由于缺乏候选材料。三角形有机盐EtMe3Sb [Pd（dmit）2] 2和κ-（BEDT-TTF）2Cu2（CN）3以及可果美ZnCu3（OH）6Cl2（Herbertsmithite）最近成为表现出QSL态的有希望的候选者，但是它们的基态的性质仍然是难以捉摸的。本文采用时域太赫兹光谱技术对大面积高质量的赫氏石单晶进行了研究。我们观察到在低频（0.6 - 2.2 THz）的光学电导率的自旋系统的性质的证据。特别是，面内吸收光谱表现出独特的频率依赖性，可以用指数约为1.4的幂律来描述，这与有序莫特绝缘体的ω ^4依赖性形成鲜明对比。还发现吸收随着温度降低而增加，这是常规绝缘体意想不到的行为。这些特征与最近基于QSL系统中电荷和自旋自由度之间相互作用的理论是一致的。
2013-01-23 cond-mat.str-el
Orbital-Driven Electronic Structure Changes and the Resulting Optical Anisotropy of the Quasi-Two-Dimensional Spin Gap Compound La4Ru2O10
我们研究了准二维自旋带隙化合物La_4Ru_2O_（10）的电子响应.随着温度的降低，我们观察到光谱的剧烈变化，导致自旋单重态基态的电子结构的各向异性。利用轨道相关的跳跃分析，我们发现轨道有序在形成非一维材料的自旋能隙态中起着至关重要的作用。
2007-07-11 cond-mat.str-el
Exchange anisotropy as mechanism for spin-stripe formation in frustrated spin chains
我们研究了负阻锯齿形自旋1/2链化合物$β$ -TeVO $_4$中出现的矢量手征和自旋密度波相位之间的无公度磁序的特殊纳米调制的自旋条纹机制。磁转矩，中子衍射和球形中子偏振测量的组合，以确定所有三个有序相的复杂的磁结构。基于这些结果，我们发展了一个简单的唯象模型，揭示了交换各向异性作为自旋阻挫系统中自旋条纹形成的关键因素。
2016-08-30 cond-mat.str-el
Recent progress on magnetic-field studies on quantum-spin-liquid candidates
量子自旋液体（QSL）代表了一种新的物质状态，在这种状态下，量子涨落阻止了传统磁序的建立，并且即使在零温度下，自旋也保持无序。有许多理论发展提出了各种QSL状态。另一方面，实验进展相对缓慢，主要是由于候选材料的限制和测量的困难。近年来，实验进度加快。在这篇专题综述中，我们简要总结了在磁场下的QSL候选者的实验。我们将我们的讨论分为两类：i）几何阻挫系统，包括三角晶格化合物YbMgGaO 4和YbZnGaO 4，kappa-（BEDT-TTF）2Cu 2（CN）3和EtMe 3Sb [Pd（dmit）2]2，以及kagome系统ZnCu 3（OH）6Cl 2; ii）Kitaev材料α-RuCl 3。其中，我们将特别注意alpha-RuCl 3，这是我们和其他小组最近深入研究的。我们将提出支持和不支持这些材料的QSL基态的证据，在此基础上，我们给出了几个观点，以刺激进一步的研究活动。
2018-10-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Signatures of electronic correlations and spin-susceptibility anisotropy in nuclear magnetic resonance
我们提出了一种通过微创核磁共振技术探测电子敏感性细节的方法。具体来说，我们分类电子介导的长程相互作用在一个合奏的核自旋揭示他们的影响，简单的自旋回波实验。我们发现，这些自旋回波测量的脉冲强度和施加的场取向的依赖性解决了电子自旋磁化率的空间范围和各向异性。这项工作提供了另一种解释超导和磁有序系统的NMR结果。该方法具有直接的应用感测和表征紧急电子阶段。
2021-10-13 cond-mat.str-el
