Theoretical design of highly correlated electron states in delafossite heterostructures
铜铁矿代表天然异质结构,其组成层中可以具有相当不同的电子特性。从基础研究和未来技术应用的角度来看,突出这种不同层特性之间竞争的新型异质结构体系结构的设计是有前途的。本文利用密度泛函理论和动力学平均场论相结合的方法,揭示了金属PdCrO $_2$和绝缘AgCrO $_2$构筑的铜铁矿异质结构中高关联电子态的形成.由于层之间的复杂耦合的强和弱的内部电子-电子相互作用,相关诱导的半金属在环境温度和掺杂莫特绝缘体在较低的温度下进行预测。铜铁矿异质结构独特的电子结构为研究具有挑战性的量子物质打开了一扇大门。
2020-03-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-wave dynamics in the KCeS2 delafossite: A theoretical description of powder inelastic neutron-scattering data
具有$R$ = Yb(III)或Ce(III)的层状稀土铜铁矿$ARX_2$作为基态的量子自旋液体的潜在主体已经受到很多关注。这个家族中的一些系统在最低测量温度下没有显示出长程序,例如NaYbO $_2$、NaYbS $_2$和NaYbSe $_2$,被认为处于量子自旋液体状态。然而,已知其他同构化合物在亚开尔文温度下反铁磁有序。其中,KCeS $_2$在低于400 mK的温度下,在三角晶格平面上呈现条形$yz$磁序。在这里,我们调查的自旋波光谱粉末非弹性中子散射的有序相,并描述它使用模型哈密顿量从第一性原理计算的基础上完整的$|J,m_J\rangle$多重描述的Ce网站与各向异性最近邻交换相互作用。结合目前对系统中交换相互作用的理解与粉末中纹理的影响,我们已经能够以高保真度模拟非弹性中子散射谱。
2022-12-13 cond-mat.str-el
From basic properties to the Mott design of correlated delafossites
在铜铁矿中实现的天然异质结构概念突出了这些层状氧化物。虽然金属,带或莫特绝缘特性可能与个别层,层间耦合仍然起着决定性的作用。我们回顾了PdCoO $_2$、PdCrO $_2$和AgCrO $_2$的相关电子结构,表明层纠缠电子态可能偏离相互作用系统的标准分类。这一发现开辟了材料设计的可能性,在一个微妙的莫特临界制度。操纵Hidden-Mott物理,相关诱导半金属性,或狄拉克/平带色散在莫特背景是新兴的功能。再加上实验准备方面的成就,这在相关材料领域开创了一个令人兴奋的研究领域。
2021-07-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dichotomy of electron-phonon interactions in the delafossite PdCoO$_2$: From weak bulk to polaronic surface coupling
University of St Andrews(圣安德鲁斯大学);Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids(马克斯·普朗克固体化学物理研究所);Diamond Light Source Ltd.(钻石光源有限公司)
研究揭示了delafossite PdCoO$_2$中电子-声子相互作用的二元性,通过微观面积角分辨光电子能谱发现体相弱耦合与表面强极化子耦合的差异。
2025-01-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum spin liquid ground state in the disorder free triangular lattice NaYbS$_2$
稀土铜铁矿最近被认为是在三角晶格上实现有效的$S$ =1/2量子自旋液体(QSL)的理想材料。与研究最活跃的三角晶格反铁磁体YbMgGaO $_4$不同,NaYbS $_2$铜铁矿实现了结构上理想的三角层。我们提出了详细的$μ$ SR研究这个规则的(未扭曲的)三角形Yb亚晶格为基础的系统与有效自旋$J_{\mathrm{eff}}=1/2$在0.05 - 40 K的温度范围内。零场(ZF)和纵向场(LF)$μ$ SR研究证实,在0.05 K($\sim J$ /80)以下不存在任何长程磁有序态。目前的$μ$ SR结果与迄今为止可用的体表征数据一起表明,NaYbS $_2$是识别QSL基态的理想候选者。
2019-11-19 cond-mat.str-el
Orbitally induced hierarchy of exchange interactions in zigzag antiferromagnetic state of honeycomb silver delafossite Ag3Co2SbO6
本文报道了准二维蜂窝晶格银铜铁矿Ag 3Co 2SbO 6的晶体结构、静态和动态磁性。磁化率和比热数据与反铁磁长程序在低温(Néel温度TN ~ 21.2 K)下的开始相一致。此外,磁化曲线揭示了在中等磁场下TN以下的场诱导(自旋翻转型)转变。GGA+U计算显示了轨道自由度的重要性,它保持了系统中交换相互作用的层次结构。最强的反铁磁交换耦合被发现在最短的Co-Co对,是由于直接和superexchange相互作用的半满xz+yz轨道直接指向对方。其他四个最近的六个相邻的钴六边形内的交换被抑制,因为这些键的活性半填充轨道被证明是平行的,不重叠。电子自旋共振(ESR)谱显示,在室温下,Co ~(2+)离子以八面体配位,形成一条高斯型谱线,平均有效g因子g=2.3+/-0.1;在120 K以下,ESR参数有很强的发散性,表明存在一个扩展的短程关联区。基于应用领域的磁性和热力学研究结果,我们提出了新的蜂窝晶格铜铁矿的磁相图。
2015-12-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
On the metallic conductivity of the delafossites PdCoO2 and PtCoO2
通过电子结构计算研究了PdCoO_2和PtCoO_2准二维行为的起源。它们是使用密度泛函理论在广义梯度近似以及新的全势增广球面波方法。我们表明,电导率进行几乎完全由平面内的Pd(Pt)d轨道。相反,八面体配位的Co原子的绝缘CoO2夹层可以被视为载流子库。这导致Pd(Pt)层的弱电子耦合。所得到的近圆柱形费米面导致电导率的强各向异性。
2008-01-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Three dimensional magnetism and coupling to conduction electrons in PdCrO2
我们报告的密度泛函计算解决的电子结构和磁性能的铜铁矿PdCrO2。我们发现大量的磁相互作用在c轴方向,以及超越第一近邻面内,使PdCrO2是一个三维受挫反铁磁体。我们还发现大量的Cr矩和Pd衍生的传导电子之间的耦合。
2011-11-17 cond-mat.str-el
Finite Spinon Density-of-States in Triangular-Lattice Delafossite TlYbSe$_2$
Purdue University(普渡大学);Indian Institute of Science(印度科学学院);Technical University of Munich(慕尼黑工业大学);Munich Center for Quantum Science and Technology(慕尼黑量子科学与技术中心);National High Magnetic Field Laboratory(国家高磁场实验室);Imperial College London(伦敦帝国理工学院)
本研究发现稀土铜铁矿化合物TlYbSe₂低温低场下无长程磁有序,热容呈线性温度依赖,提出自旋子与热激发规范通量激发的唯象理论解释该现象,确立其为场可调三角量子自旋液体候选材料。
2025-09-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Effective Spin-1/2 Moments on a Yb$^{3+}$ Triangular Lattice: an ESR Study
我们通过电子自旋共振(ESR)研究了基于Yb的、有效自旋为1/2的铜铁矿NaYbO $_{2}$、AgYbO $_{2}$、LiYbS $_{2}$、NaYbS $_{2}$和NaYbSe $_{2}$的自旋动力学,这些化合物在最低可达温度下都显示出不存在磁序,因此是在长程磁序附近托管量子自旋液体基态的主要候选者。清晰分辨的ESR光谱可以获得定义明确的$g$值,该值由三角对称的Yb离子扭曲八面体周围的晶场确定。这种局部晶场信息提供了重要的输入,以表征有效的$S = 1/2$ Kramers双峰以及Yb离子之间的各向异性交换耦合,这对于基态的性质是至关重要的。ESR谱线宽度$ΔB$由自旋动力学表征,主要由各向异性交换耦合决定。我们讨论和比较$ΔB$的上述delafosites集中在低温行为,这是占主导地位的自旋关联的影响越来越大。
2019-12-04 cond-mat.str-el
Long-range magnetic order in the ${\tilde S}=1/2$ triangular lattice antiferromagnet KCeS$_2$
最近,在具有铜铁矿结构的${\tilde S} = 1/2$稀土基三角晶格反铁磁体(TLAF)中发现了几种量子自旋液体(QSL)态。澄清这些系统中QSL状态起源的一种方法是确定将它们从假定的QSL状态调整到长程磁序的方法。在这里,我们介绍了基于Ce的TLAF KCeS $_2$,并通过低温比热和$μ$ SR研究表明,尽管具有相同的铜铁矿结构,但它产生低于$T_{\mathrm N} = 0.38$ K的磁序。通过非弹性中子散射和嵌入团簇量子化学计算,我们确定了KCeS $_2$的${\tilde S} = 1/2$基态.单晶的磁化强度和电子自旋共振测量结果表明,与从头计算结果一致的强易平面$g$ ~因子各向异性。最后,我们的比热研究揭示了平面内的各向异性的磁场-温度相图,这可能表明各向异性的磁相互作用在KCeS $_2$。
2020-07-22 cond-mat.str-el
Non-linear magnons and exchange Hamiltonians of delafossite proximate quantum spin liquids
针对三角晶格QSL候选材料KYbSe₂与NaYbSe₂,通过非弹性中子散射、非线性自旋波理论拟合等手段表征其磁振子与哈密顿量,明确了组分与压力对J₂/J₁的调控规律。
2023-10-12 cond-mat.str-el
Decoupling lattice and magnetic instabilities in frustrated CuMnO$_2$
$A$ MnO $_{2}$铜铁矿($A$ =Na,Cu)是模型受抑反铁磁体,具有Mn $^{3+}$ ~自旋的三角形层。在低温下($T_{N}$ =65 K),发现CuMnO $_2$发生$C2/m \rightarrow P\overline{1}$相变,从而打破阻挫,建立磁有序.与这种干净的转变相反,$A$ =Na仅在$T_N$处显示出短程失真。在这里,我们报告了系统的结晶学,光谱学和理论研究的CuMnO $_2$。我们发现,即使在化学计量比的样品中,非零各向异性铜位移与磁序共存。使用X射线/中子衍射和拉曼散射,我们表明,高压的行为,以解耦这些自由度。这表现为在$\sim$ 10 GPa下的等结构相变,具有$c$轴的可逆塌陷。这被示出为在环境压力下看到的$c$轴负热膨胀的高压模拟。DFT模拟证实了Cu $^{+}$阳离子和边缘共享MnO $_{6}$层的动力学不稳定性在环境压力下交织在一起。然而,高压选择性地激活前者,在最高压力下最终预测磁性重新出现之前。我们的研究结果表明,晶格动力学和局部结构的CuMnO $_2$是定量不同的非磁性铜delafosites,并提出问题的内在不均匀性受挫反铁磁体的作用。
2021-04-13 cond-mat.str-el
Crystal-electric-field excitations in a quantum-spin-liquid candidate NaErS$_2$
具有稀土离子三角晶格的铜铁矿族化合物最近被提出作为量子自旋液体(QSL)态的候选主体。为了实现量子隧穿,稀土离子的晶体电场(CEF)基态必须由一个允许量子隧穿的二重态组成,但目前对铜铁矿化合物CEF态的认识还很有限。在这里,我们采用非弹性中子散射(INS)研究的CEF转换在粉末样品的铜铁矿NaErS $_2$,其中大的总角动量$J = 15/2$的Er $^{3+} $离子和由此产生的过多的CEF转换使CEF参数的准确拟合。我们的研究揭示了近各向同性自旋与大$J_z = \pm 1/2$组件的Er $^{3+}$ CEF基态,这可能有助于发展的QSL状态。不同稀土离子的CEF哈密顿量的缩放表明,相当大的$J_z = \pm 1/2$组件通常存在于CEF基态,支持三元硫化物铜铁矿作为潜在的QSL主机。
2020-06-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-driven ferroelectricity and possible antiferroelectricity in triangular lattice antiferromagnets ACrO2 (A = Cu, Ag, Li, or Na)
研究了三角晶格反铁磁体ACrO2(A= Cu、Ag、Li或Na)的介电和磁性能之间的相关性,该反铁磁体具有120度螺旋自旋结构和易轴各向异性.对于具有铜铁矿结构的A= Cu和Ag化合物,铁电极化出现在螺旋自旋序上,这意味着铁电性和螺旋自旋结构之间的强耦合。另一方面,对于具有有序岩盐结构的A = Li和Na化合物,没有极化,但可以观察到的螺旋自旋有序的介电常数的明显异常。没有极化可以解释为具有相反自旋矢量手征的Cr3+层交替堆叠引起的反铁电态。这些结果意味着,三角形堆叠的三角晶格系统与120度的自旋结构可以是多铁性的,而不管它们的磁各向异性。
2008-01-24 cond-mat.str-el
Field-driven transition from quantum spin liquid to magnetic order in triangular-lattice antiferromagnets
本文用Schwinger-boson理论解释三角晶格反铁磁体中磁场如何通过自旋子凝聚和order-by-disorder机制将量子自旋液体转变为对称性破缺磁有序态。
2024-07-05 cond-mat.str-el
Quantum Topological Excitations: from the Sawtooth Lattice to the Heisenberg Chain
最近阐明的铜铁矿YCuO $_{2.5}$的结构揭示了一个Cu-O网络与几乎独立的$Δ$链之间具有不同的相互作用的$s=1/2$自旋。受此结果的启发,我们研究了不同比例的基-基和基-顶点相互作用的$J_{\rm bb}/J_{\rm bv}$的$Δ$链。通过精确对角化和外推,我们表明,元激发谱,这(在数值误差范围内)是相同的总自旋$S_{\rm tot}=0$和1,有一个间隙,只有在间隔$0.4874(1) \leq J_{\rm bb}/J_{\rm bv} \leq 1.53(1)$。对于$J_{\rm bb}/J_{\rm bv}=1$,能隙是无色散的,但随着$J_{\rm bb}/J_{\rm bv}$远离1,能隙具有增加的$k$依赖性,这与二聚体在基态的不稳定性有关.
2002-04-18 cond-mat.str-el
Stoichiometry and Phase Control in K$_{1-x}$CrSe$_2$ via Self-Flux Synthesis
针对铜铁矿型磁体KCrSe$_2$合成与物相调控难题,本研究通过调控自助熔剂合成中的淬火温度,获得不同钾缺失程度的物相,生长出全计量比单晶并表征其磁特性,证明淬火温度可有效调控该类材料的化学计量比、物相与磁性能。
2025-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of the spiral spin liquid in a triangular-lattice material
本研究利用单晶广角与小角中子散射并结合自旋动力学模拟,在准二维AgCrSe$_2$中观测到螺旋自旋液体,揭示其接近理想三角晶格$J_1$--$J_2$--$J_3$阻挫模型,并由热涨落与交换阻挫驱动。
2025-01-29 cond-mat.str-el
Magnetic Frustration in CuYbSe$_2$: an Yb-Based Triangular Lattice Selenide
本文报道了具有完美Yb³⁺三角晶格的CuYbSe₂的合成,通过磁化率、比热和电阻率测量证实其存在显著磁阻挫且无长程磁有序,表明该材料是量子自旋液体态的有力候选体系。
2025-09-21 cond-mat.str-el
Electron Spin Resonance on the spin-1/2 triangular magnet NaYbS2
NaYbS 2的铜铁矿结构包含Yb 3+离子的平面自旋1/2三角晶格,并且具有可能实现的量子自旋液体状态的特征。我们研究了Yb 3+自旋动力学的电子自旋共振(ESR)在单晶样品的NaYbS 2。在2.7K的最低温度下,可以观察到具有良好分辨和大各向异性的非常清晰的光谱。与其他已知的自旋液体候选系统的ESR性质相反,在NaYbS 2中看到的共振在低场(<1 T)下是可访问的,并且足够窄以用于精确表征弛豫速率以及Yb 3+自旋的g因子。
2018-12-19 cond-mat.str-el
Helical magnetic state in the distorted triangular lattice of alpha-CaCr2O4
本文首次用磁化率、比热和粉末中子衍射研究了高温α型CaCr_2O_4化合物的磁性。该系统在43 K时经历了一个独特的磁相变,转变为长程序无公度螺旋相,磁传播矢量k=(0,0.3317(2),0).根据中子衍射数据提出的磁模型表明,自旋的旋转平面垂直于波矢,磁调制与属于群的不同不可约表示的两种模式一致。与CuCrO2铜铁矿不同,磁点群2221'与铁电性不相容[Kimura等人,Phys.Rev.B,78140401(2008)],但是预测了基于朗道分析讨论的二次磁电效应的存在。
2010-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spinon Fermi surface spin liquid in a triangular lattice antiferromagnet NaYbSe$_2$
具有有效自旋- $1/2$局域矩相互作用的稀土离子三角晶格是研究强自旋轨道耦合、晶体电场和几何阻挫下量子自旋液体物理的理想平台。Yb铜铁矿NaYbCh $_2$(Ch=O,S,Se)具有Yb离子形成的完美三角晶格,被认为是QSL的候选者。以前的热力学,核磁共振和μ子自旋旋转测量NaYbCl 2 $_2$支持的建议QSL基态。量子线的关键特征,自旋激发连续谱,由自旋量子数分解产生,还没有被观察到。在这里,我们进行弹性和非弹性中子散射测量,以及详细的热力学测量高品质的单晶NaYbSe $_2$样品,以确认没有远程磁秩序下降到40 mK,并进一步揭示了一个明确的签名,从0.1到2.5毫电子伏的磁激发连续延伸。磁激发谱的结构与自旋连续谱的理论结果的比较表明,NaYbSe $_2$的基态是一个具有自旋费米面的量子线.
2021-04-01 cond-mat.str-el
Near itinerancy and slow singlet formation in the triangular lattice NaRuO2
University of California Santa Barbara(加州大学圣塔芭芭拉分校);Leibniz IFW Dresden(莱布尼茨德累斯顿研究所);Argonne National Laboratory(阿贡国家实验室);Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf(德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心);Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY(德国电子同步加速器研究中心)
研究三角晶格NaRuO₂无序磁基态,用Ru-L₂₃边的共振非弹性X射线散射、X射线吸收光谱及脉冲高场磁化来表征局部电子结构与磁相互作用,提出近巡游系统图景。
2026-07-08 cond-mat.str-el
Complete field-induced spectral response of the spin-1/2 triangular-lattice antiferromagnet CsYbSe$_2$
本研究通过中子散射和圆柱MPS计算,系统研究了自旋1/2三角晶格反铁磁体CsYbSe₂的场致激发谱演化,验证了海森堡相互作用特性,揭示了多磁振子态的作用,为阻挫量子材料的场致自旋激发提供了新见解。
2023-10-06 cond-mat.str-el
Competition between supersolid phases and magnetisation plateaux in the frustrated easy-axis antiferromagnet on a triangular lattice
大多数磁性材料具有一定程度的磁各向异性,无论是在单个离子的水平上,还是在不同磁性离子之间的交换相互作用中。在这些交换相互作用也受到阻碍的情况下,它们与各向异性之间的竞争可以在施加的磁场中稳定各种各样的新相。受六方铜铁矿2 H-AgNiO 2的启发,我们研究了具有竞争第一和第二近邻相互作用和单离子易轴各向异性的层状三角晶格上的海森堡反铁磁体.结合经典的蒙特卡罗模拟,平均场分析,朗道理论,我们建立了该模型的磁相图作为一个函数的温度和磁场交换相互作用的固定比例,但易轴各向异性D的值从海森堡(D =0)延伸到伊辛(D=∞)限制。我们发现了丰富多样的不同磁性相。这些包括几个相,它们是磁性超固体(在Matsuda和Tstuneto或Liu和Fisher的意义上),其中一个可能已经在AgNiO 2中观察到。我们将探讨如何通过关闭自旋波谱中的间隙来产生这种特殊的超固体,以及随着易轴各向异性的增加,它如何与竞争对手的共线相竞争。这一阶段的有限温度特性被发现是不同于以往任何研究的磁性超固体。
2011-02-14 cond-mat.str-el
Avoided metallicity in a hole-doped Mott insulator on a triangular lattice
本研究结合 STM、ARPES 与 DFT,揭示 PdCrO$_2$ 表面 CrO$_2$ Mott 层在空穴掺杂下因电荷歧化形成短程玻璃态电荷序而维持绝缘。
2024-09-16 cond-mat.str-el
Stripe-yz magnetic order in the triangular-lattice antiferromagnet KCeS2
Yb和Ce基的铜铁矿最近被确定为三角晶格上有效的自旋1/2反铁磁体。几个Yb基系统,如NaYbO 2,NaYbS 2和NaYbSe 2,没有表现出长程序下降到最低的测量温度,因此作为推定的候选人实现的量子自旋液体。然而,它们的同结构Ce基对应物KCeS 2表现出低于TN = 400 mK的磁序,这是迄今为止仅在热力学测量中确定的。在这里,我们揭示了磁性结构的这种长程有序相使用磁中子衍射。我们表明,它代表了所谓的“条纹yz”型的反铁磁序与自旋近似位于三角晶格平面正交最近邻的Ce-Ce键。在TN以下没有发现结构晶格畸变,表明Ce 3+离子的三角晶格在最低温度下保持几何完美。我们提出了一个有效的哈密顿KCeS 2,根据从头计算的结果拟合,并证明其磁基态匹配的实验自旋结构。
2021-07-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic anisotropy and dipolar interactions in the frustrated triangular-lattice magnet NaGdS_2
NaGdS₂是一种三角晶格磁体,其磁序由Heisenberg和偶极子相互作用的竞争决定,研究显示短程铁磁相关性。
2025-12-11 cond-mat.str-el
Magnetic dilution in the triangular lattice antiferromagnet NaYb$_{1-x}$Lu$_{x}$O$_2$
本研究通过非磁性Lu³⁺替换三角晶格反铁磁体NaYbO₂中的Yb³⁺实现磁稀释,结合多种低温测量发现15%稀释下仍存在关联磁涨落,验证了该体系纠缠磁矩网络的鲁棒性及相关理论模型。
2025-10-22 cond-mat.str-el
Vanishing ordered moment in the frustrated triangular lattice antiferromagnet CuNdO$_2$
NIST Center for Neutron Research, National Institute of Standards and Technology(美国国家标准与技术研究院);Department of Materials Science and Eng., University of Maryland(马里兰大学材料科学与工程系);Stewart Blusson Quantum Matter Institute, University of British Columbia(不列颠哥伦比亚大学斯图尔特·布卢森量子物质研究所);Laboratory for Solid State Physics, ETH Zurich(苏黎世联邦理工学院固体物理实验室);Department of Physics, University of Toronto(多伦多大学物理系);PSI Center for Neutron and Muon Sciences(瑞士保罗谢勒研究所中子与μ子科学中心);Neutron Scattering Division, Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室中子散射部);Canadian Institute for Advanced Research (CIFAR)(加拿大高等研究院)
CuNdO₂中反铁磁性Nd³+矩因三角晶格摩擦导致有序矩几乎消失,通过平面内120度结构实现。
2026-02-07 cond-mat.str-el
Stripe antiferromagnetic ground state of ideal triangular lattice KErSe$_2$
稀土三角晶格材料被认为是研究阻挫磁基态的良好平台。KErSe $_2$具有铜铁矿结构,包含由钾离子分隔的完美的二维Er $^{3+}$三角层,实现了这种理想的构型,并吸引研究。本文用热容和中子粉末衍射研究了KErSe $_2$在毫开尔文温度下的磁性。热容量的结果表明,在0.2 K在零外加磁场的磁性转变。这种长程序在低于0.08 K时被0.5 T的外加磁场抑制。中子粉末衍射表明零场磁结构以$k=(\frac{1}{2},0,\frac{1}{2})$的方式有序排列成条带自旋结构。出乎意料的是,发现Er在有序状态下具有3.06(1)$μ_B$ /Er的减小的磁矩,并且发现在较高温度下产生的扩散磁散射在有序状态下持续存在,这可能指示磁波动。在外加磁场下收集的中子衍射显示了在$\sim$ 0.5 T下的变磁跃迁到铁磁级,$k$ =(0,0,0)和两种可能的结构,这可能取决于外加磁场的方向。第一性原理计算表明,反铁磁三角晶格中的零场条纹自旋结构可以用第一、第二和第三近邻耦合来解释。
2020-06-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Itinerant ferromagnetism of the Pd-terminated polar surface of PdCoO$_2$
我们研究了非磁性铜铁矿氧化物金属PdCoO $_2$的Pd端表面的电子结构。结合角分辨光电子能谱和密度泛函理论,我们展示了如何由表面极性驱动的电子重构介导的Stoner样的磁不稳定性对巡回表面铁磁性。我们的研究结果揭示了这是如何导致一个丰富的多带表面电子结构,并提供了一个有趣的样品依赖耦合的表面电子的玻色子模式,我们归因于电子-磁振子相互作用的光谱证据。此外,我们发现类似的表面状态分散在PdCrO $_2$,这表明表面铁磁性持续在这个姐妹化合物,尽管其散装反铁磁秩序。
2017-10-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin dynamics in the geometrically frustrated multiferroic CuCrO2
利用中子非弹性散射方法研究了几何阻挫三角形反铁磁多铁性CuCrO2的自旋动力学。相关的自旋哈密顿参数建模的无公度调制螺旋面已被确定,并对应于反铁磁最近和下一个最近的邻居在ab平面的相互作用,具有较强的平面各向异性。沿c的弱色散激发反映了磁相互作用的基本二维特征,根据经典能量计算,它是弱铁磁的。我们的研究结果清楚地指出了相邻平面之间的铁磁耦合和弱反铁磁次近邻相互作用之间的平衡的相关性,在稳定的三维铁电磁秩序CuCrO2。这一新的见解之间的相互作用的磁CuCrO2的设计新的铜铁矿为基础的多铁性材料提供了一个有用的基础。
2009-12-10 cond-mat.other cond-mat.str-el
Gapless spin-liquid state in the structurally disorder-free triangular antiferromagnet NaYbO$_2$
我们提出了三角晶格铜铁矿NaYbO $_2$的结构表征和低温磁性。同步加速器X射线衍射和中子散射排除了结构无序和晶体电场随机性,而热容测量和μ子光谱揭示了至少在70 mK以下不存在磁有序和持续的自旋动力学。连续的磁激发与低能量谱权重积累在$K$ -点的布里渊区表明一种新的自旋液相的形成在三角形反铁磁体。这一阶段是无隙的,并显示出一个非平凡的演变的低温比热。我们的工作表明,NaYbO $_2$实际上提供了最直接的实验访问的三角形反铁磁体的自旋液体物理。
2019-01-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Finite temperature strong-coupling expansions for the Kondo lattice model
本文导出了强关联电子的近藤晶格模型在一维、二维和三维任意温度下的强耦合展开式,其级数为$(t/J)^8$。结果提出的比热,自旋和电荷的磁化率。
2002-09-13 cond-mat.str-el
Partially disordered state and spin-lattice coupling in an S=3/2 triangular lattice antiferromagnet Ag2CrO2
Ag_2CrO_2是一种S=3/2的阻挫三角晶格反铁磁体,没有轨道自由度。随着温度的降低,4-亚晶格自旋态的发展。然而,在TN=24 K时,突然出现了一个具有5个亚晶格的长程部分无序态,并伴随着结构畸变,这种无序态至少持续到2 K。自旋-晶格耦合稳定了反常态,预计这种反常态只会在有限的近邻相互作用和温度范围内出现。研究发现,由于三角晶格是弹性的,自旋-晶格耦合是多子晶格自旋态三角晶格反铁磁体的一个共同特征。
2012-04-10 cond-mat.str-el
Impact of electron correlations on the $\mathbf{k}$-resolved electronic structure of PdCrO$_{2}$ revealed by Compton scattering
铜铁矿PdCrO $_2$是一种有趣的材料,它在不同的层中表现出近-自由电子和Mott绝缘行为。角分辨光电子能谱(ARPES)和康普顿散射测量都建立了一个六角费米表面的材料的顺磁相。然而,康普顿实验在投影占有中检测到一个额外的结构,最初被解释为ARPES没有看到的额外费米表面特征。在这里,我们重新审视康普顿数据的解释。最先进的密度泛函理论(DFT)与动力学平均场论(DMFT),所谓的DFT+DMFT方法,预测莫特绝缘态与一个单一的六角费米表面与ARPES和康普顿非常一致。然而,DFT+DMFT未能预测在康普顿数据中观察到的附加谱权特征的强度。我们推断,这种差异可能是由于DFT+DMFT不能正确预测费米能级附近未被占据的准粒子带的形状和色散的某些功能。因此,我们的DFT+DMFT模型之外的理论描述是需要纳入重要的电子相互作用,如层间电子耦合相互作用的PdCrO $_2$引起的近藤样所谓的交织激发。
2023-01-05 cond-mat.str-el
Terahertz-Light Driven Coupling of Antiferromagnetic Spins to Lattice
理解自旋-晶格耦合是现代凝聚态物理的一个关键挑战,对超快和二维磁性具有至关重要的意义和影响。自旋和晶格之间的角动量和能量转移的效率对自旋电子学、磁子学和磁数据存储中控制自旋的能力施加了基本的速度限制。我们报道了一种有效的太赫兹光脉冲驱动的自旋-晶格耦合的非线性机制。一个近似单周期的太赫兹脉冲与反铁磁体CoF 2中的相干磁振子态共振相互作用,激发出拉曼激活的太赫兹声子。结果揭示了反铁磁体的独特功能,允许使用光的超快自旋晶格耦合。
2021-12-28 cond-mat.str-el
Coupling of spin and lattice modes in the S=1/2 two-dimensional antiferromagnet K$_{2}$V$_{3}$O$_{8}$ with magneto-dielectric couplings
研究了S=1/2二维量子自旋化合物K $_2$ V $_3$ O $_8$的晶格动力学和磁激发,解释了磁介电效应的起源.我们发现在110 K和60 K的晶格不稳定性的光学声子异常和一个软模在26厘米$^{-1}$在A $_1$对称的证据。在B $_1$对称性中的双磁振子激发显示出非常规的双峰结构和温度依赖性。这表明存在一个分裂模式附近的区域边界所造成的自旋和晶格模式的混合。
2012-04-27 cond-mat.str-el
Spin-lattice coupling in frustrated antiferromagnets
本文综述了自旋-晶格耦合在消除烧绿石反铁磁体,特别是尖晶石氧化物的几何阻挫中的作用机制。烧绿石晶格的组成单元四面体单元在晶格自由度与反铁磁性耦合时发生自旋驱动的Jahn-Teller不稳定性。通过限制我们的考虑,以保持平移对称性的晶格的扭曲,我们提出了一个一般的理论,集体自旋Jahn-Teller效应的烧绿石晶格。预测的晶格畸变之一打破了反转对称性,并产生了手性烧绿石晶格,其中受挫键形成具有一定手性的螺旋。手性通过自旋轨道耦合转移到自旋系统,导致长周期螺旋状态,如在尖晶石CdCr 2 O 4中观察到的。我们讨论了利用局域声子模的自旋-晶格耦合的显式模型,以及它们在其他阻挫磁体中的应用。
2009-07-09 cond-mat.str-el
Coupling-dependent rates of energy transfers from photoexcited Mott insulators to lattice vibrations
光激发态通过将能量转移到环境中而弛豫。为了研究在关联电子系统中哪种耦合能使能量快速转移到晶格振动,我们计算了不同类型和频率的晶格振动的动能随时间的演化。一维半填充哈伯德模型增加了电子晶格耦合,调制传输积分,网站的能量,和库仑排斥强度。用含时的薛定谔方程求解精确的多电子波函数,用经典的运动方程求解晶格位移。为了将能量转移到调制转移积分或位点能量的经典晶格振动,必须打破平移不变性以将光学活性给予具有波数$ π$的电子激发和这些晶格振动。另一方面,只要存在相应的电子-晶格耦合,一定量的能量总是转移到调制库仑排斥强度的晶格振动,而不管基态的对称性如何。在强关联电子系统中,这些耦合可能很强,尽管它们通常是微不足道的,因为它们对平衡性质的影响可以被吸收到库仑排斥强度的重新定义中。我们将讨论通过不同类型的电子-晶格耦合的能量转移途径之间的竞争或合作。
2009-02-19 cond-mat.str-el
Magnetoelastic coupling in triangular lattice antiferromagnet CuCrS2
CuCrS2是一种三角晶格的海森堡反铁磁体,具有菱形晶体结构。我们报告的中子和同步辐射粉末衍射结果,揭示了单斜晶格畸变的磁过渡和验证磁弹性耦合。因此,CuCrS2是一种有趣的材料来研究磁性对几何挫折的缓解的影响。
2009-07-28 cond-mat.str-el
Evolution of pairing from weak to strong coupling on a honeycomb lattice
本文用量子蒙特卡罗方法研究了蜂窝晶格上偶对从弱耦合到强耦合的演化。我们显示的BCS-BEC交叉的耦合强度增加蜂窝晶格上的费米面小,通过测量范围广泛的观测值:双占有率,自旋磁化率,本地对相关,和动能的数值证据。虽然在低能量下,该模型维持狄拉克费米子,我们没有发现显着的定性差异,在BCS-BEC交叉相比,与扩展的费米面,除了在弱耦合,BCS制度。
2009-08-27 cond-mat.str-el
The Role of Lattice Coupling in Establishing Electronic and Magnetic Properties in Quasi-One-Dimensional Cuprates
用高分辨共振非弹性X射线散射研究了一类准一维绝缘铜氧化物Ca $_{2+5x}$ Y $_{2-5x}$ Cu $_5$ O $_{10}$中晶格耦合的作用.站点依赖的低能量激发所产生的渐进排放的70毫电子伏晶格振动模式的解决第一次,提供了一个直接测量的电子晶格耦合强度。我们发现,这种电子晶格耦合导致掺杂依赖的扭曲的Cu-O-Cu键角,这设置链内自旋交换相互作用。我们的结果表明,晶格自由度是完全集成到低维系统的电子行为。
2013-01-17 cond-mat.str-el
The Fermi surface of PtCoO2 from quantum oscillations and electronic structure calculations
铜铁矿系列层状氧化物包括一些迄今发现的导电率最高的金属。其中,PtCoO 2,具有1.8 microOhmcm的室温电阻率的面内传输,是所有的最导电。高导电发生在三角形晶格Pt层中,由Co-O八面体层隔开,并且电子结构由两种类型的层的相互作用决定。我们提出了一个详细的研究PtCoO 2的量子振荡,在温度低至35 mK和磁场高达30 T。对于PdCoO 2和PdRhO 2,费米面主要由Pt特征的单一圆柱体组成,有效质量接近于自由电子值。由于费米面翘曲,观察到两个接近的高频率。此外,还出现了明显的频率差。通过分析量子振荡频率的详细角度依赖关系,我们建立了费米面的翘曲参数。我们比较这些结果的第一性原理电子结构计算的预测,包括自旋轨道耦合的Pt和Co和现场相关U上的Co,因此表明,在Co-O层的电子相关性发挥了重要作用,在确定特征的PtCoO 2的电子结构。
2019-12-30 cond-mat.str-el
Metal-insulator transitions: Influence of lattice structure, Jahn-Teller effect, and Hund's rule coupling
本文研究了晶格结构、Jahn-Teller效应和Hund规则耦合对AnC_(60)(A= K,Rb)金属-绝缘体相变的影响。晶格结构的差异有利于A3 C60(fcc)是金属而A4 C60(bct)是绝缘体,并且与Hg Jahn-Teller声子的耦合有利于A4 C60是非金属。耦合到Hg(Ag)声子降低(增加)的值Uc的库仑积分在金属-绝缘体转变发生。在Jahn-Teller效应和Hund规则耦合之间存在重要的部分抵消。
1999-10-21 cond-mat.str-el
Selective Kondo strong coupling in magnetic impurity flat-band lattices
在强相互作用极限下,用从玻色子平均场近似研究了Lieb格点上的周期Anderson杂质模型。Lieb晶格上传导电子的电子结构在低能时具有带平坦性和软带隙。利用这些特性,传导电子可以与磁性杂质形成软带隙和分子近藤单线态,这导致了晶格中软带隙和分子近藤效应之间的竞争。我们发现一个选择性的近藤强耦合,在选定的网站的磁性杂质强烈耦合到传导电子,并在其余的网站,他们从晶格去耦。选择性近藤强耦合发生在全局域矩和全强耦合区域之间,它产生有效的晶格耗尽。在低温下,近藤强耦合的选择是占主导地位的晶格位置,在那里的局域态密度的传导电子表现出平带的功能,独立的杂质参数。得到了不同模型参数下的丰富相图。
2018-11-16 cond-mat.str-el
Systematic extraction of crystal electric-field effects and quantum magnetic model parameters in triangular rare-earth magnets
在理论和实验量子磁学的界面上的一个主要目标是研究奇异的自旋态,最著名的是量子自旋液体(QSL)。磁性稀土离子通过引入竞争的能量尺度而超越了海森堡反铁磁体中的几何挫挫的简单范例,特别是它们的强自旋-轨道耦合产生多个分裂晶体电场(CEF)能级,导致具有内在挫挫的各向异性有效自旋模型。虽然稀土铜铁矿具有三角形晶格几何形状,因此最近作为自旋1/2 QSL物理的候选者而受到关注,但从初始多参数CEF谱中可靠地提取有效自旋模型是一个困难的问题。使用的例子CsYbSe 2,我们证明了明确的提取的史蒂文斯运营商的系数指示的全部CEF光谱的Yb $^{3+}$通过将这些转换成参数与直接的物理解释。具体而言,我们结合低场磁化率测量与共振扭转磁力测量实验在字段高达60 T,以确定足够大的物理参数-有效塞曼分裂,各向异性范弗莱克系数,和磁致系数-的设置史蒂文斯算子系数是唯一的。我们的重要识别的强烈修正的塞曼分裂的Kramers双重范Vleck系数的解释所有各向异性磁化率测量有直接的后果。我们的研究结果使我们能够确定CsYbSe 2的有效自旋1/2模型的性质和有效性,为三角晶格上的此类模型的理论研究提供输入,并提供额外的材料洞察路线,以实现稀土化合物中的磁挫折和候选QSL系统。
2022-01-08 cond-mat.str-el
Magnetization plateaux induced by a coupling to the lattice
本文研究了一个简单的外磁场作用下自旋为1/2的受抑海森堡链与绝热声子耦合的模型。补充广泛的密度矩阵重整化群技术广义到包括自洽的晶格畸变的场论方法,我们表明,磁化高原在非平凡的合理值的磁化可以稳定的晶格耦合。我们认为,这样的情况可能是相关的一些低维挫折spin-Peierls化合物。
2005-11-15 cond-mat.str-el
Spin-lattice coupling effects in the Holstein double-exchange model
基于Holstein双交换模型和高效的单团簇Monte Carlo方法,研究了掺杂锰氧化物中双交换效应和极化子效应的相互作用.的CMR过渡被证明是明显的晶格极化子形成的影响。
2004-06-02 cond-mat.str-el
Evolution of Spin-Orbital-Lattice Coupling in the $R$VO$_3$ Perovskites
我们介绍了一个微观模型,该模型揭示了所观察到的$R$ VO $_3$钙钛矿相图的物理机制。它揭示了超交换之间的非平凡的相互作用,由于GdFeO $_3$样旋转的VO $_6$八面体,和正交晶格畸变的轨道-晶格耦合。我们发现,晶格应变的影响发病的磁性和轨道秩序的轨道波动的部分抑制。本方法也提供了一个自然的解释所观察到的磁振子能量从LaVO $_3$到YVO $_3$的减少。
2008-05-11 cond-mat.str-el
Spin-lattice Coupling in U(1) Quantum Spin Liquids
量子自旋液体(QSL)是一种具有内在质量纠缠的奇异相。而不是微观自旋,分形粒子和规范波动是涌现的,揭示了QSL的奇异性质。在pyrchlore晶格上具有强自旋-轨道耦合的量子自旋,例如Pr 2 Zr 2 O 7,被认为是具有出射光子的U(1)QSL,无隙激发而不破坏任何对称性,以及出射单极子。量子超晶格中的一个关键问题是量子超晶格的突现自由度与常规自由度之间的相互作用,我们通过构建U(1)量子超晶格中自旋-晶格耦合的一般理论来研究这种相互作用.我们发现,耦合诱导特征声子和光子之间的相互作用。例如,光子在低温下变得比声子更稳定。我们还提出了在实验中探测出射光子的机制,如依赖于U(1)QSL中的自旋-晶格耦合的声衰减和热输运。
2019-01-15 cond-mat.str-el
Anisotropic magnetism and spin fluctuations in the triangular-lattice spin-liquid candidate NaYbSe$_2$: a single-crystal $^{23}$Na and $^{77}$Se NMR study
本研究通过单晶 $^{23}$Na/$^{77}$Se NMR 揭示 NaYbSe$_2$ 的各向异性超精细耦合与自旋涨落:低场无长程有序并支持临界 QSL,高场则诱导磁有序。
2025-01-07 cond-mat.str-el