利用中子衍射和高分辨中子散射研究了Tb $_2$ Sn $_2$ O $_7$。在0.1 K,我们观察到的短程磁关联的典型规模为4,接近Tb $^{3+}$离子之间的近邻距离。%(3.686 Å),这种短程有序分别在18 Å和190 Å尺度下与铁磁相关性和长程自旋冰有序共存。自旋动力学进行了研究,在一个时间尺度下降到10 $^{-9}$ s,能量分辨实验上的背散射光谱仪。我们观察到冻结的自旋动力学的所有长度尺度,与强烈放缓的自旋波动时,长程序定居。我们讨论的自旋涨落保留在基态的μ子光谱与以前的数据进行比较。
英文摘要:
We have studied magnetically frustrated Tb$_2$Sn$_2$O$_7$ by neutron diffraction and high resolution energy-resolved neutron scattering. At 0.1 K, we observe short range magnetic correlations with a typical scale of 4 Å, close to the near neighbor distance between Tb$^{3+}$ ions. %(3.686 Å), This short range order coexists with ferromagnetic correlations and long range spin ice order at the scales of 18 and 190 Å, respectively. Spin dynamics was investigated at a time scale down to 10$^{-9}$s, by energy-resolved experiments on a backscattering spectrometer. We observe a freezing of the spin dynamics for all length-scales, with a strong slowing down of the spin fluctuations when long range order settles in. We discuss the spin fluctuations remaining in the ground state in comparison with previous data obtained by muon spectroscopy.
Magnetic order in Tb$_2$Sn$_2$O$_7$ under high pressure: from ordered spin ice to spin liquid and antiferromagnetic order
本文用中子衍射方法研究了Tb $_2$ Sn $_2$ O $_7$阻挫磁体在4.6 GPa各向同性压力和0.3 GPa单轴压力下,温度范围为0.06 K $<$ T $<$ 100 K。磁性秩序下的压力,但有序的自旋冰结构稳定在低于1.3 K的环境压力部分转化为反铁磁的。在0.06 K下的长程有序矩在压力下减少,这是由压力引起的自旋液体波动的增强解释。在有序转变之上,短程自旋关联受到压力的影响,铁磁关联被抑制。考虑各向同性效应和应力效应,讨论了压力对基态的影响。
Ordered spin-ice state in the geometrically frustrated metallic-ferromagnet Sm2Mo2O7
最近发现的自旋冰是一个壮观的例子,非共面自旋安排,可以出现在烧绿石A2 B2 O 7结构。我们对金属铁磁烧绿石Sm 2 Mo 2 O 7进行了磁性和热力学研究。我们的研究,进行了定向晶体,表明Sm自旋有一个有序的自旋冰基态低于约T* = 15 K。有序自旋冰态的温度和场演化受Sm和Mo自旋之间的反铁磁耦合的支配。我们建议,作为一个强大的功能,这种耦合的结果,四面体与外部场对齐,采用“1-在,3-出”自旋结构,而不是“3-在,1-出”在偶极自旋冰,因为字段超过一个临界值。
Vibronic collapse of ordered quadrupolar ice in the pyrochore magnet Tb$_{2+x}$Ti$_{2-x}$O$_{7+y}$
University of Geneva(日内瓦大学);Université Grenoble Alpes, CNRS, Institut Néel(格勒诺布尔阿尔卑斯大学,法国国家科学研究中心,内耳研究所);Synchrotron SOLEIL(索雷尔同步辐射中心);ICMMO, Université Paris-Saclay, CNRS(有机与无机分子和材料化学研究所,巴黎萨克雷大学,法国国家科学研究中心);Institute of Solid State Physics, TU Wien(维也纳工业大学固体物理研究所)
Soft dipolar spin ice physics and the ordered phase of the frustrated Tb2Sn2O7 pyrochlore magnet
从一个微观模型的烧绿石反铁磁体Tb 2Sn 2 O 7,包括晶体场的哈密顿量和角动量之间的相互作用,我们计算了一个有效的赝自旋-1/2哈密顿量Heff$,纳入微扰的有效相互作用的激发晶体场水平的影响。我们得到的半经典基态的Heff和找到一个区域的参数空间与两个在/两个出自旋冰配置上的每个四面体与有序波矢量q=0和自旋倾斜远离当地伊辛轴中发现Tb 2 Sn 2 O 7。这种基态也可以从偶极自旋冰模型中得到,其中伊辛约束被软化。后一种模型的蒙特卡罗模拟揭示了一个区域的相图与自旋冰状冻结和另一个过渡到Tb 2Sn 2 O 7型长程序。我们评论Tb_2Sn_2O_7和令人困惑的自旋液体Tb_2Ti_2O_7之间的差异。
Temperature dependence of the electronic structure of A-site ordered perovskite CaCu$_3$Ti$_4$O$_{12}$: Angle-integrated and -resolved photoemission studies
用角积分和角分辨光电子能谱研究了A位有序CaCu $_3$ Ti $_4$ O $_{12}$的电子结构随温度的变化.通过仔细考虑充电效应,在价带区成功地观察到了电子结构的本征变化。光电子能谱结果表明,在30 0 ~ 12 0 K范围内,结合能为$\sim$ 2 eV的Cu 3 $d$ -O2 $p$杂化带的强度随温度的降低而增加.这表明由强关联效应引起的局域态密度随温度降低而增强。
3D XY Universality and Nonlinear magnetic susceptibility in a kagome ice compound
Beihang University(北京航空航天大学);University of Augsburg(奥格斯堡大学);ShanghaiTech University(上海科技大学);RWTH Aachen University(亚琛工业大学);Colorado State University(科罗拉多州立大学);Rutherford Appleton Laboratory(卢瑟福·阿普尔顿实验室);Forshungszentrum Jülich GmbH(于利希研究中心有限公司);Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学)
Electronic structure of the quadrupolar ordered heavy-fermion compound YbRu2Ge2 measured by angle-resolved photoemission
用ARPES和LDA方法研究了重费米子化合物Yb(Ru $_{1-x}$ Rh $_{x}$)$_2$ Ge $_2$与$x=0$和名义上$x=0.125$的电子结构.我们发现Yb的价带结构对应于接近$3+$的非整数价。三个观察到的晶体电场水平与分裂32和75毫电子伏确认建议的配置与准四重基态。实验确定的主要是Ru $4d$字符的传导电子的能带结构是很好地再现我们的计算。YbRu $_2$ Ge $_2$在低于10.2K的温度下发生非磁性相变,转变为铁四极有序态,然后在低于6.5K的温度下转变为反铁磁有序态.在我们计算的能带结构中,一个小孔费米面显示出嵌套的特征,其尺寸由ARPES确定,接近中子散射中发现的磁有序波矢。当YbRu $_2$ Ge $_2$掺杂12.5%的Rh时,其跃迁被抑制.电子掺杂导致的能带结构和连续的Lifshitz转变的转变。
Pr$_2$Ir$_2$O$_7$: when Luttinger semimetal meets Melko-Hertog-Gingras spin ice state
我们研究的能带结构拓扑结构和工程从本地的时刻和巡游电子的背景下,烧绿石铱酸盐之间的相互作用。对于金属铱酸盐Pr $_2$ Ir $_2$ O $_7$,Ir $5d$传导电子通过$f$ - $d$交换与Pr $4f$局域磁矩相互作用。当Ir电子形成Luttinger半金属时,Pr矩可以通过改变Ir和O的含量而被调谐到具有有限有序波矢量的有序自旋冰中,被称为“Melko-Hertog-Gingras”状态。我们指出,有序自旋冰的Pr本地矩产生的内部磁场,重建的能带结构的Luttinger半金属。除了广泛存在的Weyl节点,我们预测,磁平移的“Melko-Hertog-Gingras”状态的Pr矩保护狄拉克带接触在一定的时间反转不变动量的Ir传导电子。我们提出了磁场来控制Pr的磁结构,从而间接影响Ir电子的拓扑结构和其他性质。我们的预测可以立即在有序Pr $_2$ Ir $_2$ O $_7$样品中得到检验。我们希望我们的工作能激发详细的检查的能带结构,磁输运,和其他属性的Pr $_2$ Ir $_2$ O $_7$。
Direct evidence for a dynamical ground state in the highly frustrated Tb$_2$Sn$_2$O$_7$ pyrochlore
对“有序自旋冰”Tb $_2$ Sn $_2$ O $_7$烧绿石化合物的粉末样品进行了MuSR实验。在基温(T=35mK),μ子弛豫具有动力学性质,表明在铁磁相变(T_C=0.87K)以下仍存在强涨落。长程序的暗示表现为μ子极化在外场作用下的振荡和T_C以下的滞后行为。我们提出了一个动态的和强相关的情况下,动力学的结果从大自旋团簇的波动与“有序自旋冰”的结构。
Magnetic charge injection in spin ice: a new way to fragmentation
凝聚态物质中的复杂性为新物质状态的发现提供了养分,而挫折感等因素则丰富了新物质状态。磁性系统的例子有Kitaev自旋液体、Skyrmions相或自旋冰。这些非传统的基态支持奇异的激发,例如自旋冰中的磁荷,也称为单极子。除了发现它们之外,一个重要的挑战是能够控制和操纵它们。在这里,我们提出了一种新的机制,通过交错磁场注入单极子的自旋冰。我们从理论上表明,并在实验中证明,在Ho $_2$ Ir $_2$ O $_7$烧绿石铱酸盐,它的结果在一个稳定的晶体,表现出磁性碎片。在这种新的物质状态下,磁矩分裂成一个有序的部分和一个持续波动的部分。与传统的自旋冰相比,在这种分裂状态下的不同性质的激发开辟了新的可调场诱导和动力学行为的道路。
Low Temperature Specific Heat of Dy$_2$Ti$_2$O$_7$ in the Kagome Ice State
我们报告了在所谓的可果美冰态下,温度低至100 mK时自旋冰化合物Dy $_2$ Ti $_2$ O $_7$单晶的比热。在我们以前的论文中,我们展示了剩余熵在不同磁场方向上的各向异性释放,并报道了在[111]方向上的场在Kagome板中与自旋阻挫相关的新的剩余熵。在本文中,我们确认了一阶相变线的场-温度相图和临界点的存在下(0.98 T,400 mK),以前报道的磁化强度和比热数据。我们在0.3K以下的1.25T处新发现了另一个比热峰。对于1 T和1.25T之间的状态的一个可能的解释是具有不同自旋构型的状态的共存,包括2-in-2-out状态(Kagome冰状态)、1-in-3-out状态(有序状态)和顺磁状态(自由自旋状态)。
Measurement of Coherent Polarons in the Strongly Coupled Antiferromagnetically Ordered Iron-Chalcogenide Fe1.02Te using Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy
我们使用数值关联团簇(NLC)展开计算比热,C(T),和熵,S(T)的量子自旋冰模型的Yb 2 Ti 2 O 7使用各向异性交换相互作用最近确定的非弹性中子散射测量,并找到良好的协议与实验量热数据。在微扰弱量子区,该模型具有亚铁磁有序基态,在C(T)中具有两个峰:肖特基异常信号顺磁到自旋冰交叉,随后在较低温度下由尖锐峰伴随一阶相变到亚铁磁态。我们认为,在Yb_2Ti_2O_7中观察到的两个C(T)特征与相同的物理相关联。在这种情况下,自旋激发由弱限制的自旋-反自旋对组成。我们认为,具有奇异量子动力学的常规基态将被证明是许多真实量子自旋冰材料的普遍特征。