Paramagnonlike excitations and spin diffusion in magnetic resonance studies of copper oxide superconductors
针对高掺杂$T_c$氧化铜超导体的低频响应,提出了掺杂二维海森堡反铁磁系统在顺磁态下所有波矢通过布里渊区的弛豫函数理论.我们推导出了长寿命[ $T \lesssim 400(1-4x)$ K]和“过阻尼”[ $T \gtrsim 700(1-4x)$ K]类顺磁激发的温度范围($T$)-掺杂指数($x$)相图,来自最佳掺杂La $_{2-x}$中的平面氧核自旋-晶格弛豫速率$^{17}(1/T_1)$数据$_{2-x}$ Sr $_{x}$ CuO $_{4}$,从而为自旋波概念和“过阻尼"模式提供了机制。
2007-10-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Novel magnetic order in pseudogap state of high Tc copper oxides superconductors
高$\rm T_c$氧化铜超导体的主要问题之一是它们的相图的欠掺杂区域中的赝能隙相的起源。利用极化中子衍射,一个新的磁序已被确定为一个隐藏的序参量的赝能隙的转变温度对应于什么是预期的赝能隙。所观察到的磁序保持平移对称性的预测中的循环电流理论的轨道时刻。目前在三个不同的铜酸盐家族中报道,它似乎是一个普遍的现象,无论晶体结构如何(每个晶胞具有单个CuO $_2$层或双层)。到目前为止,这是第一个直接的证据,隐藏的序参量表征的赝能隙阶段的高$\rm T_c$铜酸盐。
2011-01-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magneto-elastic coupling between copper spin configurations and oxygen octahedra in La(2-x)Sr(x)CuO(4). Untwinning, Raman (phonon) spectrum, and neutron response
我们重新解释了La(2-x)Sr(x)CuO(4)中的中子散射和拉曼光谱实验,表明在低温正交相和四方相中,铜自旋和氧八面体的非共线构型之间的磁弹性耦合对自旋和晶格自由度都有调制作用。磁弹性耦合进一步解释了最近发现的La(2-x)Sr(x)CuO(4)中磁场诱导的解孪晶(x<2%),并使我们能够理解为什么在La(2-x-y)Sr(x)Nd(y)CuO(4)中y=0.4且x=1/8,例如,当(1,0)和/或(0,1)静态自旋螺旋因空穴阻挫而稳定时,La(2-x-y)Sr(x)Nd(y)CuO(4)的低温四方相中的原子调制具有4个晶格间距的周期性,是磁性周期的一半。
2006-06-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Development of Ferromagnetic Fluctuations in Heavily Overdoped (Bi,Pb)_2_Sr_2_CuO_6+delta_ Copper Oxides
本文用(Bi,Pb)_2_Sr_2_CuO_6+delta_(Bi-2201)超导铜氧化物单晶证明了在超导和非超导重掺杂区中存在铁磁涨落。在高磁场和低温下,重过掺杂晶体的磁化曲线呈现饱和趋势,这可能是低温下FM转变的前兆现象。μ子自旋弛豫检测到在低于200 K的高温下自旋涨落的增强。相应地,ab平面电阻率在宽的温度范围内遵循4/3幂律,这是由于巡回电子而具有二维FM波动的金属的特征。由于Wilson比证明了在重过掺杂制度下空穴掺杂对自旋涨落的增强,因此可以得出结论,二维FM涨落存在于重过掺杂Bi-2201铜氧化物中,这可能与重过掺杂铜氧化物中超导转变温度的降低有关。
2018-08-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum Magnetic Excitations from Stripes in Copper-Oxide Superconductors
在高转变温度超导体的铜氧化物母体化合物中,由于原子内强烈的库仑排斥,价电子被局部化,每个铜位点一个。局域化的一个症状是反铁磁性,局域化电子的自旋在上下之间交替。当移动的“空穴”被掺杂到这种绝缘状态时,超导性出现,并且它与反铁磁涨落共存。在共存的一种方法中,空穴被认为是自组织成与氧化铜平面内的反铁磁(绝缘)区域交替的“条纹”。这种不寻常的电子状态需要一种非常规的超导机制。然而,这幅图有一个明显的问题:在超导YBa(2)Cu(3)O(6+x)中接近最佳掺杂的磁激发的测量与对条纹材料的天真期望不相容。在这里,我们报告的中子散射测量条纹有序La(1.875)Ba(0.125)CuO(4)。令人惊讶的是,我们发现测量的激发与YBa(2)Cu(3)O(6+x)中的激发非常相似(即,预测的磁激励频谱是错误的)。相反,我们发现,所观察到的光谱可以理解内的条纹模型考虑到量子激发。我们的研究结果支持的概念,条纹关联是必不可少的高转变温度的超导性。
2004-04-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hour-glass magnetic spectrum in an insulating, hole-doped antiferromagnet
当载流子加入到反铁磁有序的CuO 2层中时,层状氧化铜化合物中出现了超导电性。载流子破坏了反铁磁秩序,但强烈的自旋涨落在整个超导阶段持续存在,并与超导性密切相关。在空穴掺杂的铜氧化物自旋波动的中子散射测量揭示了一个不寻常的'沙漏'功能的动量分辨的磁谱,目前在广泛的超导和非超导材料。对于这一特性,目前还没有被广泛接受的解释。一种可能性是,它来自于交替的自旋和电荷条纹的图案,这一想法得到了对条纹有序的La 1.875 Ba 0.125 CuO 4的测量的支持。然而,许多没有条纹顺序的氧化铜也表现出沙漏光谱。在这里,我们报告的观察沙漏磁谱的空穴掺杂的反铁磁体从家庭以外的超导铜氧化物。我们的系统具有条纹相关性,并且是绝缘体,这意味着它的磁动力学可以最终归因于条纹。这些结果提供了令人信服的证据,证明氧化铜超导体中的沙漏光谱是由波动条纹引起的。
2011-02-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Role of oxygen-oxygen hopping in the three-band copper-oxide model: quasiparticle weight, metal insulator and magnetic phase boundaries, gap values and optical conductivity
我们研究了氧-氧跳跃对高$T_c$铜氧化物三带模型的影响,发现氧-氧跳跃的变化对模型物理性质的影响很小。在相互作用强度和电荷转移能量的平面中的金属-绝缘体相边界的位置沿着电荷转移轴移动$\sim 0.5$ eV或更小,准粒子重量具有近似相同的幅度和掺杂依赖性,并且相图的电子掺杂侧和空穴掺杂侧的定性特征不改变。结果证实了La $_2$ CuO $_4$是一种具有中等相关强度的材料。然而,磁相界以及较高的能量特性的光谱被发现依赖于氧-氧跳跃的幅度。我们将我们的结果与以前发表的单波段和三波段模型计算进行比较。
2011-02-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fermi-liquid ground state in n-type copper-oxide superconductor Pr0.91Ce0.09LaCuO4-y
本文报道了低掺杂n型氧化铜Pr_{0.91} LaCe_{0.09} CuO_{4-y}(T_c=24 K)在超导态和正常态下的核磁共振研究。我们发现,当超导性被去除时,其下的基态是费米液态。这一结果与以往的热导率测量结果不同,也与掺杂水平相近的p型铜氧化物在赝能隙相中出现高T_c超导性的结果相反。超导态下的数据与线节能隙模型一致。
2003-04-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic structure of the edge-sharing copper oxide chain compound NaCu2O2
单晶中子衍射已被用来确定的无公度磁结构的NaCu2O2,一种化合物建立了链的边缘共享CuO 4片。通过群论分析确定了与晶格对称性兼容的磁结构,并将其磁结构因子与实验观察到的布拉格强度进行了比较。结合其他实验数据,这种分析产生了一个椭圆螺旋结构,其中螺旋度和偏振平面交替之间的氧化铜链。这种磁性基态的背景下,最近报道的其他氧化铜链化合物的多铁性进行了讨论。
2010-04-30 cond-mat.str-el
S=1/2 antiferromagnetic Heisenberg chain with staggered fields: Copper pyrimidine and copper benzoate using the density matrix renormalization group for transfer matrices
我们考虑了在交错磁场中自旋为1/2的反铁磁海森堡链,描述了苯甲酸铜和嘧啶二硝酸铜等物质。利用密度矩阵重整化群计算了这些材料在有限温度和任意磁场下的磁化强度。这些结果与实验数据非常吻合,允许苯甲酸铜(c = 0.043)和嘧啶二硝酸铜(c= 0.11)的不均匀性参数c的测定。TMRG方法可以应用到相当低的温度产生奇异场和温度依赖性的磁化率。
2006-10-18 cond-mat.str-el
Magnetic inhomogeneity in the copper pseudochalcogenide CuNCN
铜碳二亚胺(CuNCN)是氧化铜的一种几何学上受挫折的氮基类似物,其磁性仍然不明确。在这里,我们采用了本地探针技术的组合,包括$^{63,\, 65}$铜核四极共振,$^{13}$ C核磁共振和μ子自旋旋转表明,磁基态的铜$^{2+}$($S=1/2$)自旋冻结和无序。此外,这些补充实验明确地建立了在$T_h=80$ K的本征非均匀磁态的开始。在$T_h$以下,低温冷冻成分与残余的高温动力成分共存,直到$T_l = 20$ K,后者最终不再存在。基于这两个组件的内部磁场的缩放,我们得出结论,这两个组件共存的微观水平。
2018-07-02 cond-mat.str-el
Unusual interplay between copper-spin and vortex dynamics in slightly overdoped La{1.83}Sr{0.17}CuO{4}
我们对过掺杂La{1.83}Sr{0.17}CuO{4}化合物自旋激发的非弹性中子散射实验表明,在5 T的磁场作用下,低温磁化率发生了以自旋能隙为中心的重分布。此外,通过比较的温度依赖性的中子数据与交流磁化率和磁化强度的测量,我们得出结论,填充的自旋间隙跟踪的不可逆性/熔化温度,而不是Tc 2,这表明一个不寻常的磁涡旋和自旋激发之间的相互作用,即使在稍微过掺杂制度的高温超导体。
2003-10-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Neutron Scattering from Magnetic Excitations in Bi_2 Sr_2 Ca_2 O_8+delta
氧化铜高温超导体的许多物理性质似乎与传统的金属(单电子)理论相悖,结合强电子相关的新理论的发展目前处于凝聚态物理的前沿。非弹性中子散射提供了有关集体磁激发的深刻信息,这是指导这项工作所必需的。这样的测量到目前为止已经证明对于高温超导体的许多族中的仅两个族,La_{2-x} Sr_x CuO_4和YBa_2 Cu_3 O_{6+x}是可能的,因为不能生长其它氧化铜化合物的适当大的单晶。虽然这两种材料的磁谱具有某些相似之处,但也存在明显的差异,这阻碍了对氧化铜中自旋动力学的统一描述。特别地,在O_{6+x}超导态中,一个尖锐的共振自旋激发占主导地位,而在La_{2-x} Sr_xCuO_4超导态中没有发现。在这里,我们报道了一种不同的铜氧化物系统Bi_2Sr_2CaCu_2 O_{8+δ}在超导状态下的磁共振峰的发现,这种发现是由于相当大的单晶的合成和现代中子光学而成为可能的。这为铜氧化物中这种不寻常现象的普遍性提供了证据,并大大扩展了其理论描述的经验基础。
1999-09-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Polaron Effects on Superexchange Interaction: Isotope Shifts of $T_N$, $T_C$, and $T^*$ in Layered Copper Oxides
得到了磁性离子与中间阴离子的超交换耦合的一个简洁表达式,并考虑了磁性离子和中间阴离子的极化子效应。该表达式用于分析层状铜氧化物中三种温度下同位素位移行为的主要特征:尼尔温度($T_N$)、向超导态转变的临界温度($T_C$)和正常态赝能隙的特征温度($T^*$)。
2002-05-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
High-energy spin and charge excitations in electron-doped copper oxide superconductors
电子(自旋和电荷)激发随载流子掺杂的演化是层状铜氧化物超导体中一个极其重要的问题,但关于电子和空穴掺杂之间的不对称性的认识仍然是不完整的。在这里,我们结合X射线和中子非弹性散射测量跟踪电子掺杂材料中的自旋和电荷激发的掺杂依赖性。铜L3共振非弹性X射线散射光谱表明,磁激发转移到更高的能量掺杂后。它们的色散在磁区中心附近变得更陡,并与电荷激发深度混合,表明电子在掺杂金属状态下获得高度巡回特性。此外,以上的磁激发,一个额外的分散功能,观察到附近的Γ点,我们把它归因于粒子空穴电荷激发。这些属性是在鲜明的对比,最近观察到的空穴掺杂的化合物,即使在高掺杂水平的更本地化的自旋激发(顺磁子)。
2014-03-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superexchange Interaction and Magnetic Moment in Antiferromagnetic High-T_c Copper-oxide Superconductors
对多层高Tc铜酸盐的Cu-NMR研究表明:(1)反铁磁(AFM)磁矩M_{AFM}随掺杂量的增加而减小,与CuO_2层数n无关,并在载流子密度N_h = 0.17附近发生崩塌。(2)AFM有序化温度随着面外耦合J_{out}随n的增加而增加。(3)面内超交换J_{in}随掺杂不变,但甚至增加。(4)从欠掺杂区到过掺杂区,T_c的最大值出现在N_h = 0.22处,T_c的圆顶形状不依赖于n,但其最大值似乎适度依赖于n。这一结果有力地表明,AFM相互作用对库珀对起着粘合剂的作用,这将使我们真正理解为什么铜氧化物超导体的T_c如此之高。
2009-02-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic-field-induced ordered phase in the chloro-bridged copper(II) dimer system [Cu2(apyhist)2Cl2](ClO4)2
利用比热和磁化强度的测量,确定了化合物[Cu 2(apyhist)2 Cl 2](ClO 4)2在低温(T < 0.36 K)和磁场(1.6 T < H < 5.3 T)下的磁场诱导的长程反铁磁有序相.该体系由Schiff碱铜(II)配合物组成,在双核排列中相邻铜离子之间含有氯桥,具有反铁磁二聚体内相互作用|Jintra| /kB = 3.65 K,通过反铁磁耦合|Jinter| z/kB = 2.7 K连接。利用平均场近似和蒙特卡罗模拟结果分析了磁场诱导的有序化行为。所获得的系统的物理性质与磁激发的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的有序相的描述一致。我们提出了这种化合物的相图,它显示了最低的临界磁场在所有已知的BEC量子磁体家族的成员之一。
2017-05-24 cond-mat.str-el
Theory of the Magnetic Resonance for the High-$T_C$ Copper-Oxide Superconductors
计算了中子散射实验中旋转反铁磁性状态的磁响应。我们预测在旋转反铁磁序参量的旋转频率处会出现一个峰值。该频率的掺杂依赖性与空穴掺杂高$T_C$铜酸盐的中子散射实验中观察到的磁共振频率非常相似。这使我们提出旋转反铁磁性作为这种磁共振的可能机制。我们的结论是,虽然以前提出的旋转反铁磁序参量的大小负责的赝隙和不寻常的热力学和输运性质,旋转序参量的相位在这里提出负责的不寻常的磁性高- $T_C$铜氧化物超导体。
2014-04-16 cond-mat.str-el
Low frequency spin dynamics in the quantum magnet copper pyrazine dinitrate
S=1/2反铁磁海森堡链存在一个磁场驱动的量子临界点.我们用$^{13}$ C-NMR谱研究了吡嗪二硝酸铜(CuPzN)的低频自旋动力学,这是量子磁性模型系统的一种实现.在饱和场附近的核自旋-晶格弛豫速率$T_1^{-1}$的测量进行了比较与量子Monte Carlo计算的动态结构因子。两者都表现出较强的分歧,低能量激发温度在量子制度。各向异性的$T_1^{-1}$率和频率偏移的分析允许一个解开的贡献从横向和纵向自旋波动的选择性研究,并确定转移离域自旋矩从铜到相邻的氮原子。
2010-03-23 cond-mat.str-el
Formation of a magnetic soliton lattice in copper metaborate
用弹性中子散射方法研究了偏硼酸铜的磁基态,CuB_2O_4的磁结构在T=1.8K时与化学晶格无公度,在T= 10 K时发生连续的相变,转变为非共线的公度反铁磁态.在靠近相变的地方,观测到了高阶磁伴线。在两个磁相中观察到长程磁序和短程磁序的共存。这表明Dzyialoshinskiii-Moriya相互作用、晶格对称性和四元各向异性的结合导致了三维磁孤子晶格的形成。
2000-10-18 cond-mat.str-el hep-ph
Magnetic mechanisms of pairing in strongly correlated electron system of copper oxides
发展了多电子LDA+GTB方法计算强关联铜氧化物的电子结构。在低能量下,$t - t' - t" - {t_ \bot } - {J^ * } - {J_ \bot }$模型的有效哈密顿量已被导出,参数来自LSCO的从头计算。计算了不同掺杂水平下LSCO的电子结构与短程反铁磁序的自洽关系。在掺杂$x_{c1}=0.15$和$x_{c2}=0.24$处发现了两个具有费米面拓扑结构变化的Lifshitz型量子相变。计算了它对正常和超导性质的影响。用LDA+GTB方案计算了原子间交换参数及其与压强的关系。讨论了由静态和动态自旋关联引起的d波配对的磁性机制。同时处理的磁性和声子配对的结果的结论,这两个贡献是相同的顺序。对于YBCO等双层铜氧化物,讨论了层间跳跃和交换效应对$T_c$电子结构和掺杂依赖性的影响,以及库仑作用诱导的配对机制。
2015-11-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin-wave spectrum of copper metaborate in the commensurate phase 10K<T<21K
本文用中子在公度磁相中的非弹性散射研究了偏硼酸铜(CuB $_2$ O $_4$)的自旋波谱。我们发现了分别与两个磁性亚晶格Cu(A)和Cu(B)有关的两个自旋波激发分支。在$10K \le T \le 21K$温度区,只有Cu(A)的磁矩是有序的,两个亚晶格之间的相互作用可以忽略不计.在这种近似下,我们在标准自旋波理论中确定了Cu(A)子系统的“易平面”交换参数。
2002-03-19 cond-mat.str-el
Copper-based charge transfer multiferroics with a $d^9$ configuration
提出利用铜氧层磁有序并通过 Sn/Pb 孤对电子诱导铁电性,预测 SnCuO2 和 PbCuO2 为具有 $d^9$ 构型的反铁磁电荷转移多铁材料。
2023-06-02 cond-mat.str-el
Superparamagnetism in Nanocrystalline Copper Ferrite Thin Films
射频溅射铜铁氧体薄膜中含有纳米晶粒。在这些薄膜中,即使在高磁场中,磁化强度也不饱和。这种高场磁化率的现象归因于薄膜中的缺陷和/或超顺磁性颗粒。一个简单的模型来描述所观察到的高场磁化这些薄膜的行为。该模型被发现适合所有研究的电影的高场部分。还试图解释的亚铁磁贡献的基础上报告的交换常数的温度变化。
2010-10-09 cond-mat.str-el
The High Field Magnetization in the RF Sputter Deposited Copper Ferrite Thin Films
在非晶石英衬底上沉积了铜铁氧体薄膜。将沉积的膜在空气中退火并淬火或缓慢冷却。磁化强度的研究进行了沉积以及退火的薄膜上使用SQUID磁强计。在5 ~ 300 K的温度范围内,测量了7 T磁场下的M-H曲线。即使在最高的磁场下,薄膜的磁化强度也没有饱和。对于所有薄膜和所有温度,M(H)= Q(1- a/H^n)的表达式在n=1/2时最适合接近饱和。系数a对于沉积膜是最高的,并且对于淬火膜是最小的。在沉积膜的情况下,系数a的值随着温度的升高而增加,而对于退火膜,a的值显示出随着温度的升高而减小。
2010-10-09 cond-mat.str-el
Magnetothermal transport in the spin-1/2 chains of copper pyrazine dinitrate
本文研究了自旋为1/2的链状化合物二硝酸吡嗪铜Cu(C_4H_4N_2)(NO_3)_2的热输运性质。热导率显示出对所施加的磁场B的惊人的强依赖性,其特征在于在低温下由两个主要特征。第一个出现在低B处的是位于μ_B ~ k_B T处的特征凹陷,其可能由Umklapp散射引起。第二个是量子临界区的类平台特征,μ B| B-B_c|其中B_c是T=0时的饱和场。后者的功能清楚地指向一个动量和字段独立的平均自由程的自旋激发,相反的理论预期。
2007-03-05 cond-mat.str-el
Sine-Gordon low-energy effective theory for Copper Benzoate
在有效低能描述的Sine-Gordon理论框架下,分析了准一维量子磁体苯甲酸铜(Cu(C_6D_5COO)_2 \cdot 3D_2O)的比热数据.
1999-04-19 cond-mat.str-el
Quantum criticality in the spin-${1}/{2}$ Heisenberg chain system copper pyrazine dinitrate
磁性绝缘体二硝酸吡嗪铜包含反铁磁自旋1/2链,这些链可以通过精确可解的一维海森堡模型很好地描述,为理论和实验之间的定量比较提供了独特的机会。在这里,我们研究它的热力学性质,特别关注场诱导的量子相变。热膨胀,磁致伸缩,比热,磁化强度和磁热测量被发现是在良好的协议与准确的Bethe-Anglesia结果以及从有效场论的预测。接近临界场,热力学服从预期的量子临界标度行为,特别是磁热效应和Grüneisen参数以特征方式发散。除了实现量子临界性的范例之外,我们的研究还解释了量子临界热力学的基本原理。
2017-09-01 cond-mat.str-el
Temperature dependence of Magnetic properties in Nanocrystalline copper ferrite thin films
采用射频溅射法在50 W的射频功率下制备了铜铁氧体薄膜。在空气中在$800^{\circ}$ C下对所沉积的膜进行退火,然后缓慢冷却。使用SQUID磁强计研究了沉积态(AD)和慢冷态(SC)薄膜。在5 ~ 300 K的温度范围内记录了M-H曲线。然后将从MH曲线获得的结晶度相对于温度(T)作图。即使在7 T的最高磁场下,薄膜中的磁化强度也不饱和。使用Chikazumi表达式M(H)= Q*(1- a /Hn)(n=1/2)的H1/2项来拟合M-H曲线的高场部分。观察到H_(1/2)项系数a随温度T的变化。已尝试将此与退火膜的情况下的结晶度(Hc)相关联。
2010-10-09 cond-mat.str-el
Muon-Spin Spectroscopy of the organometallic spin 1/2 kagome-lattice compound Cu(1,3-benzenedicarboxylate)
使用μ子自旋共振,我们研究的有机金属混合化合物铜(1,3-benzenedicarboxylate)[铜(1,3-bdc)],它具有结构完美的自旋1/2铜kagome平面分离的纯有机链接。该化合物具有反铁磁相互作用,居里-外斯温度为-33K。我们发现自旋涨落从T=1.8 K开始变慢,T->0时的状态是准静态的,没有长程序,自旋涨落非常慢,速率为3.6 1/usec。这表明Cu(1,3-bdc)的行为与预期的可果美磁体一样,可以作为模型可果美化合物。
2009-09-23 cond-mat.str-el
First-Principles Understanding of the Electronic Band Structure of Copper-Antimony Halide Perovskite: The Effect of Magnetic Ordering
我们报告的理解的电子能带结构的$Cs_4CuSb_2Cl_{12}$钙钛矿通过第一性原理密度泛函理论计算。我们发现,最稳定的状态具有反铁磁配置,其中每个$[CuCl_6]$八面体链沿[010]方向是反铁磁的。只有同时考虑正确的磁序和Cu $\it{d}$电子交换作用的改善,才能得到合理的能带结构。
2017-07-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effects of the Dzyaloshinskii-Moriya interaction on low energy magnetic excitations in copper benzoate
我们研究了苯甲酸铜中Dzyaloshinskiii-Moriya(DM)相互作用的物理效应。在低场极限下,发现自旋能隙随$H^{2/3}\ln ^{1/6}(J/μ_BH_s)$($H_s$:外场$H$诱导的有效交错场)变化,与共形场理论的预测一致,而交错磁化强度随$H^{1/3}$变化,共形场论预测的$\ln^{1/3}(J/μ_BH_s)$修正不成立,动量位移与磁化强度之间的线性标度关系被打破.我们已经确定了DM相互作用的耦合常数,并给出了一个完整的定量帐户沿所有三个主轴的自旋间隙的场依赖性,而不诉诸额外的相互作用,如链间耦合。一个交叉到强外加磁场的行为预测进一步的实验验证。
2003-05-25 cond-mat.str-el
A neutron scattering study of two-magnon states in the quantum magnet copper nitrate
我们报告测量的两个磁振子状态的二聚反铁磁链材料,硝酸铜(Cu(NO3)2*2.5D2O)。本文用中子非弹性散射方法测量了大单晶中的单磁振子和双磁振子激发谱。这些数据是在一个很好的协议与微扰扩展的交替海森堡哈密顿量从强二聚极限。该展开式预言了q ~(2n+1)pi*d的双磁振子束缚态,这与中子散射数据一致。
2002-07-29 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Is solid copper oxalate a spin chain or a mixture of entangled spin pairs?
相互作用自旋的宏观组装产生由磁性位点的空间排列和它们之间的电子相互作用决定的广泛的行为。铜(II)的化合物(其中每个铜携带自旋$\frac{1}{2}$)表现出各种各样的物理性质。对于反铁磁耦合的自旋位点,有两种限制性的情况:自旋链,其中自旋可以表现出长程序或二聚体的混合物,其中每对中的自旋纠缠,但不与来自其他二聚体的自旋通信。原则上,这两种类型可以根据实验观察和使用经验参数化的有效哈密顿量的建模来区分,但在实践中,模糊性可能持续数十年,草酸铜就是这种情况。在这里,我们使用高层次的从头计算建立最近的网站海森堡模型的有效性,并预测磁性网站之间的相互作用强度。计算的磁化率提供了一个明确的解释磁性实验进行了半个世纪,明确支持的无限自旋链行为的固体草酸铜。
2020-12-15 cond-mat.str-el physics.chem-ph
Coexistence of the Electron Cooper Pair and Antiferromagnetic Short-Range Correlation in Copper Oxide Materials
在费米子自旋理论的框架下,讨论了氧化铜材料中电子对态的物理性质。根据电子库珀对的一般形式,证明了电子库珀对与磁短程关联共存,反铁磁短程关联可以持续到超导态.此外,平均场结果表明,二维t-J模型中由纯磁相互作用产生的电子配对态是局域态,并不能揭示真正的超导基态.
2003-11-07 cond-mat.str-el
Helicoidal magnetic order in a clean copper oxide spin chain compound
我们报告的磁化率,比热,和中子衍射测量NaCu $_2$ O $_2$,自旋1/2链化合物同构的LiCu $_2$ O $_2$,这已被广泛研究。在13 K以下,我们发现了一个长程有序的、无公度的磁螺旋态,其传播矢量与LiCu $_2$ O $_2$的传播矢量相似.与Li类似物相比,NaCu $_2$ O $_2$中的取代无序可忽略不计。因此,我们可以排除螺旋是由杂质诱导的,正如先前对LiCu $_2$ O $_2$的工作所声称的那样。一个自旋哈密顿与挫折长程交换相互作用提供了一个很好的描述有序状态和顺磁磁化率。
2004-12-16 cond-mat.str-el
Bipartite entanglement via distance between the states in a one dimensional spin 1/2 dimer copper acetate monohydrate
在本文中,我们使用一种称为态间距离的理论度量$\mathcal{E}(ρ_e)$来确定一维磁性二聚体系统的两体纠缠。计算结果与著名的纠缠度,并发度,并发现是相同的。$\mathcal{E}(ρ_e)$,然后,表示在两个热力学量,即,磁化率和比热。用磁化率和比热对一维二聚体醋酸铜单晶的二体纠缠度随温度的变化进行了实验验证。结果表明,直到室温的温度下,两体纠缠的存在!用一种新的蒸发技术生长了大尺寸的醋酸铜单晶,并用热重分析、红外光谱和拉曼光谱对其进行了表征。进行密度泛函理论计算来计算离域指数,该指数显示$δ(Cu,Cu)$的值比其他键低得多,这意味着醋酸铜中直接Cu-Cu交换的可能性非常小。
2023-03-09 cond-mat.str-el
Incommensurate spin density modulation in a copper-oxide chain compound with commensurate charge order
中子衍射已被用来确定的磁性结构的Na $_8$ Cu $_5$ O $_{10}$,一个化学计量的化合物,含有链的基础上共享边缘CuO $_4$斑块。该链掺杂有2/5孔每个Cu网站,并表现出长程相称的电荷秩序与发病远高于室温。低于$T_N = 23$ K,中子数据表明长程共线磁序与自旋密度调制,其传播矢量是相称的沿和不相称的垂直链。竞争链间交换相互作用进行了讨论,作为一个可能的起源的无公度磁秩序。
2008-08-07 cond-mat.str-el
Spin-Coupling Topology in the Copper Hexamer Compounds A$_2$Cu$_3$O(SO$_4$)$_3$ (A=Na, K)
化合物A $_2$ Cu $_3$ O(SO $_4$)$_3$(A=Na,K)的特征是铜六聚体,它们在TN=3 K以下弱耦合实现反铁磁有序。它们构成了具有S=1三重态基态的新型量子自旋系统。我们研究了铜六聚体的能级分裂的非弹性中子散射实验覆盖整个范围的磁激发光谱。所观察到的过渡是由非常不寻常的选择规则,我们归因于底层的自旋耦合拓扑结构。这是合理的模型计算,允许明确的解释有关的峰分配和自旋耦合参数的性质的磁激发。
2020-06-02 cond-mat.str-el
Structural distortion and frustrated magnetic interactions in the layered copper oxychloride [CuCl]LaNb(2)O(7)
我们提出了一个计算研究的层状氯氧化铜[CuCl] LaNb(2)O(7),最近已被提出作为一个自旋1/2挫折正方晶格化合物。我们的研究结果证明了一个轨道简并的基态的四氢呋喃晶体结构,并揭示了一个Jahn-Teller型的结构畸变。这种扭曲严重改变了铜的局部环境--形成CuO(2)Cl(2)斑块而不是CuO(2)Cl(4)八面体--并恢复了氧化铜和卤氧化物典型的单轨道情景。计算的畸变与现有的衍射数据和实验结果的电场梯度的Cu和Cl网站是一致的。能带结构表明了一个复杂的三维自旋模型,相互作用可达第四个邻居。尽管(CuCl)LaNb(2)O(7)具有层状结构,但自旋系统具有明显的一维特征。然而,相当大的链间相互作用导致强烈的挫折,并可能导致自旋隙行为。个别交换耦合的计算估计与实验数据定性一致。
2009-06-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic structure, magnetic and dielectric properties of the edge-sharing copper-oxide chain compound NaCu$_{2}$O$_{2}$
我们报告了一个实验研究的\nco,莫特绝缘体包含链的边缘共享CuO $_4$斑块,通过偏振X射线吸收光谱(XAS),共振磁X射线散射(RMXS),磁化率,和热释电电流测量。的XAS数据表明,价空穴只驻留在铜的氧化物自旋链内的Cu $^{2+}$网站和填充的CuO $_4$斑块内极化的$d$ -轨道。RMXS测量证实了存在的无公度磁序低于$T_N = 11.5$ K的Néel温度,这是以前从中子粉末衍射和核磁共振数据推断。结合磁化率和XAS数据,他们还证明了一个新的“轨道”选择规则RMXS是普遍相关的磁性结构测定通过这种技术。介电性质测量揭示了在$T_N$以下不存在显著的铁电极化,这与对同构化合物\lco的相应观察形成鲜明对比。结果进行了讨论的背景下,目前的多铁性理论。
2009-12-01 cond-mat.other cond-mat.str-el
Criticality-Enhanced Magnetocaloric Effect in Quantum Spin Chain Material Copper Nitrate
低维量子磁体由于其丰富的奇异量子相的存在和在实验室中的实验特点,一直是凝聚态物理研究的热点。本文采用热张量网络(TTN)模拟、第一性原理计算以及实验测量等方法对Cu(NO $_3$)$_2$ $\cdot$ 2. 5H $_2$ O(copper nitrate hemipentahydrate,CN)自旋链材料进行了全面的研究。利用本文发展的TTN方法,我们确定了交替海森堡反铁磁链模型中的耦合$J=5.13$ K,$α=0.23(1)$和Landé因子$g_{\parallel}=2.31$,$g_{\perp}=2.14$,它们能很好地拟合磁热力学性质.部分拟合的实验数据是在我们合成的单晶CN样品上测得的。基于第一性原理计算,我们通过显示计算的电子密度分布,明确地揭示了CN中的自旋链情形,并由此可视化了不同的超交换路径.在此基础上,我们通过计算CN的等熵线和磁Grüeisen参数,研究了CN的磁热效应。发现了显著的量子临界增强MCE,TTN模拟结果与亚开尔文区的等熵线测量结果吻合较好。我们建议,CN是一个潜在的非常有前途的量子临界冷却剂,由于显着增强MCE附近的两个中等强度的临界场为2.87和4.08 T,分别。
2016-07-14 cond-mat.str-el
Exchange striction induced giant ferroelectric polarization in copper based multiferroic material $α$-Cu$_2$V$_2$O$_7$
我们报告$α$ -Cu $_2$ V $_2$ O $_7$是一个不适当的多铁性与同时发展的电极化和磁化低于$T_C$ = 35 K。所观察到的幅度为0.55 $μ$ Ccm $^{-2}$的自发极化在铜基非正常多铁性材料中是最高的。我们的研究表明,即使在低磁场下,$T_C$以下也存在相当大的磁电耦合。基于密度泛函理论(DFT)的理论计算表明,$α$ -Cu $_2$ V $_2$ O $_7$中的磁性是由于Cu的独特的金字塔(CuO $_{5}$)环境导致的极性晶格畸变驱动的{ \em铁轨道}有序的结果。自旋轨道耦合(SOC)进一步稳定了轨道有序,对磁性至关重要。计算结果表明,起源的巨型铁电极化主要是由于对称的交换-伸缩机制,并证实了随温度变化的X射线研究。
2015-05-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Valence bond phases of herbertsmithite and related copper kagome materials
最新的来自磁矩、电子自旋共振和二次谐波产生的证据表明,典型的量子自旋液体候选者--赫氏钙钛矿的对称性低于其x射线细化的三角空间群。在这里,我们认为已知的和可能的扭曲这种矿物类,以及相关的可果美铜氧化物和氟化物,将这些可能的价键模式,并评论它们的相关性,这些有趣的材料的物理。
2020-01-16 cond-mat.str-el
Luttinger-Liquid Behavior in the Alternating Spin-Chain System Copper Nitrate
我们确定了硝酸铜Cu(NO $_3$)$_2\cdot$ 2.5 D $_2$ O的量子相变和新的物质状态的背景下的相图。我们建立这种化合物作为一个理想的候选人研究准一维Luttinger液体,三维玻色爱因斯坦凝聚的三重子,和一维和三维物理之间的交叉。磁热效应,磁化和中子散射数据提供了明确的证据过渡到一个Luttinger液体制度和一个3D的远程有序相作为字段和温度的函数。该模型材料的理论模拟使我们能够完全建立相图,并在二聚自旋系统的背景下讨论它。
2014-06-24 cond-mat.str-el
Electronic States and Magnetic Propertis of Edge-sharing Cu-O Chains
系统地研究了含共边Cu-O链的铜氧化物Li $_2$、CuO $_2$、La $_6$、Ca $_8$、Cu $_{24}$ O $_{41}$和CuGeO $_3$的电子态和磁性。测量了单晶样品Li $_2$ CuO $_2$的光学电导率$σ(ω)$和磁化率$χ(T)$的温度依赖性,并利用小团簇的精确对角化方法进行了分析。结果表明,共边和共角Cu-O-Cu键的$σ(ω)$光谱分布不同。边共享链中的电荷转移能隙比高- $T_{c}$铜酸盐的大。共边链$J_1$中最近邻铜离子间的交换作用敏感地依赖于Cu-O-Cu键角。除$J_1$外,次近邻铜离子$J_2$之间的交换作用对磁性也有很大贡献.我们计算了所有含共边Cu-O链的铜氧化物的$J_1$和$J_2$,并讨论了它们的磁性。
1998-01-20 cond-mat.str-el
A low-background piston-cylinder type hybrid high pressure cell for muon-spin rotation/relaxation experiments
一个低背景双壁活塞缸型压力池是在保罗谢勒研究所开发的。该单元由BERLYCO-25(铍铜)和MP35 N铍合金制成,其设计和尺寸专门适用于μ子自旋旋转/弛豫(muSR)测量。使用有限元分析(FEA)的压力传感器的机械设计和性能进行评估。通过将测量的材料应力-应变特性纳入有限元模型,优化单元尺寸,以达到最高可能的压力,同时保持较大的样品空间(直径6 mm,高12 mm)。所提出的非传统设计的双壁活塞缸压力单元具有较硬的外部MP35 N套筒和较软的内部CuBe缸,能够在环境温度下达到高达2.6 GPa的压力,对应于低温下的2.2 GPa,而不会对压力单元造成任何不可逆的损坏。μ子停止分布的性质,主要是在样品中,并在CuBe圆柱体,在低背景muSR信号的结果。
2017-09-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Magnetic structure and spin dynamics of the quasi-2D antiferromagnet Zn-doped copper pyrovanadate
对反铁磁体Zn $_{0.15}$ Cu $_{1.85}$ V $_2$ O $_7$(ZnCVO)的粉末和单晶样品的磁性进行了深入研究。使用粉末X射线和中子衍射的晶体结构测定证实,Zn = 0.15的ZnCVO与$β$-Cu $_{2}$ V $_2$ O $_7$($β$-CVO)是同构的,具有小的晶格参数偏差。宏观磁性测量也证实了这两种化合物之间的相似性。发现Cu $^{2+}$自旋沿结晶学$c$ -轴排列,反平行于由主导交换相互作用$J_1$连接的最近邻。自旋动力学揭示了一个典型的对称自旋波色散与强相互作用的$bc$平面和弱面间耦合。交换相互作用分析表明,ZnCVO的自旋网络拓扑结构与DFT预测一致,但主导交换相互作用的值却相互矛盾.此外,而不是预测的2D蜂窝结构,在ZnCVO的自旋网络可以更好地描述由各向异性的2D自旋网络组成的$J_1$,$J_5$,和$J_6$相互作用,四个键每一个自旋网站,耦合弱面间相互作用。
2022-12-29 cond-mat.str-el
Imbalanced spin couplings in the copper hexameter compounds A2Cu3O(SO4)3 (A2=Na2, NaK, K2)
矿物A_2Cu_3O(SO_4)_3(A_2 = Na_2,NaK,K_2)构成了以铜六聚体为基本结构单元的量子自旋体系。强的六聚体内自旋耦合产生有效的三重基态。在3.0<Tc<4.7 K以下,弱的六聚体间自旋耦合导致(b,c)平面中的二维长程磁性有序。我们用非弹性中子散射(INS)方法研究了T= 1.5K时的磁激发.惯性导航技术基于对倒易空间中的波矢相关切片的观测,以选择性地探测具有不同权重的不同布里渊区中的磁信号。由于自旋耦合的不平衡,数据分析依赖于一个模型,在该模型中,六聚体间自旋耦合在精确的S=1基态之上被微扰处理。六聚体间的自旋耦合是铁磁性的。
2021-12-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic order in the S=1/2 two-dimensional molecular antiferromagnet, copper pyrazine perchlorate Cu(Pz)_2(ClO_4)_2
利用比热和零场μ子自旋弛豫(μ^+SR)方法研究了二维S=1/2量子磁体Cu(Pz)_2(ClO_4)_2的磁有序性.磁对比热的贡献与17.7(3)K的交换强度一致。利用μ^+SR,我们发现了在低于临界温度T_N=4.21(1)K时,向三维长程序态跃迁的明确证据,尽管在该温度下比热没有任何特征。在T_N处没有比热异常与最近的理论预言是一致的。T_N/J=0.24对应于层内与层间交换常数之比为|J'/J| =6.8x10^-4,表明具有良好的二维隔离。具有类似结构的化合物[Cu(Pz)_2(HF_2)]BF_4的标度磁比热与Cu(Pz)_2(ClO_4)_2的标度磁比热基本相同,尽管两者与理想的2DS =1/2海森堡反铁磁体的标度磁比热略有不同。
2006-12-13 cond-mat.str-el
Spin-Orbital Entangled Liquid State in the Copper Oxide Ba$_3$CuSb$_2$O$_9$
具有轨道简并的结构对自发畸变是不稳定的。这种轨道相关通常具有比自旋高得多的能量标度,因此,磁跃迁发生在低得多的温度下,几乎与轨道排序无关。然而,当轨道和自旋的能量尺度满足时,存在自旋-轨道纠缠的可能性,这将稳定新的基态,如自旋-轨道液体和随机单重态。在这里,我们审查这样一个新的自旋轨道磁性发现在六方晶系钙钛矿氧化物Ba $_3$ CuSb $_2$ O $_9$,它拥有一个自组织的蜂窝状短程有序的强Jahn-Teller离子Cu $^{2+}$。全面的结构和磁性测量表明,该系统既没有磁性,也没有Jahn-Teller转变到最低温度,和铜的自旋和轨道保持六角对称性和顺磁状态。各种宏观和微观测量都表明自旋和轨道在低温下保持波动而不冻结,形成自旋-轨道纠缠液体状态。
2018-10-10 cond-mat.str-el
Muon spin relaxation study of LaTiO3 and YTiO3
我们报告μ子自旋弛豫测量的两个Ti 3+含钙钛矿,LaTiO 3和YTiO 3,这显示在低温下的长程磁序。对于这两种材料,观察到的μ子极化的时间依赖性的振荡与三维磁序是一致的。从我们的数据中,我们确定了两个磁不等效μ子停止网站。μ子自旋弛豫的结果进行了比较,这些化合物的磁结构以前来自中子衍射和μ子自旋弛豫研究结构相似的化合物。
2008-04-29 cond-mat.str-el
Evidence for Magnetic Ordering Associated with Metal-Insulator Transition in SmRu4P12 Studied by Muon Spin Relaxation
在零场和磁场下对填充方钴矿化合物SmRu_4P_(12)进行了μ子自旋弛豫测量。初始不对称性和μ子自旋去极化率的温度依赖性显示了低于金属-绝缘体转变温度TMI的磁有序状态的外观。本研究表明,SmRu 4P 12在TMI以下的有序不是非磁性反铁四极有序,而是磁性有序,这支持SmRu 4P 12在TMI以下的有序是磁性八极有序的假设.
2006-10-16 cond-mat.str-el
Reduction of magnetic interlayer coupling in barlowite through isoelectronic substitution
具有磁性离子的完美kagome晶格结构的材料被强烈地寻找,因为它们可能表现出奇异的基态,如量子自旋液体相。巴洛石是一种天然矿物,具有完美的可果美铜离子层。然而,在钾镁矾中,在kagome层之间也存在铜离子,其介导强的kagome间耦合并导致有序的基态。利用{ \it ab initio}密度泛函理论计算我们研究了层间铜离子的选择性等电子取代是否可行。在确定了几个有前途的替代候选人,我们计算的基础上预测的晶体结构的第一性原理计算的磁交换耦合。我们发现,等电子取代与双离子显着降低interkagome交换耦合。因此,层间取代的巴氏体可以用一个简单的两参数海森堡哈密顿量来描述,并预言了它的量子自旋液体基态。
2016-09-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el