We present a joint experimental and computational study of the recently synthesized spin 1/2 system silver-copper-orthovanadate AgCuVO4 [A. Möller and J. Jainski, Z. Anorg. Allg. Chem. 634, 1669 (2008)] exhibiting chains of trans corner-sharing [CuO4] plaquettes. The static magnetic susceptibility and specific heat measurements of AgCuVO4 can be described to a good approximation by the Bonner-Fisher spin-chain model with J_intra ~ 330 K. Evidence for a Neel type of order at ~ 2.5 K is obtained from the specific heat and corroborated by ESR studies. To independently obtain a microscopically based magnetic model, density functional electronic structure calculations were performed. In good agreement with the experimental data, we find pronounced one-dimensional magnetic exchange along the corner-sharing chains with small inter-chain couplings. The difference between the experimentally observed and the calculated ordering temperature can be assigned to a sizable inter-chain frustration derived from the calculations.
Static and Dynamic Magnetic Properties of Spin-1/2 Inequilateral Diamond-Chain Compounds $A_3$Cu$_3$AlO$_2$(SO$_4$)$_4$ ($A$=K, Rb, and Cs)
自旋为1/2的化合物A3 Cu 3AlO 2(SO 4)4(A=K,Rb,Cs)具有一维不等边金刚石链。我们分析了磁化率的温度依赖性,并确定磁交换相互作用。与蓝铜矿相反,二聚体形成在金刚石的一侧。通过对模型的数值分析,我们发现二聚体和一个近似孤立的一维海森堡链共同表征了磁性,包括磁化曲线和磁激发。这意味着,没有挫折的二聚体-单体复合物链是描述这些化合物的良好起点。
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。
用浮区法生长了新化合物SrMn $_2$ V $_2$ O $_8$的大单晶。该过渡金属基氧化物与SrNi $_2$ V $_2$ O $_8$同构,由四元空间群$I4_1cd$描述。通过磁化率,磁化强度和比热测量的磁性能进行了研究。标题化合物在有序温度($T_N$ = 43 K)以上表现为一维磁性体系。磁基态可以描述为一个经典的长程有序反铁磁体,具有弱的各向异性。
Low temperature ballistic spin transport in the S=1/2 antiferromagnetic Heisenberg chain compound SrCuO2
我们报道了自旋S=1/2反铁磁海森堡链材料SrCuO 2的零磁场和纵向磁场μ子自旋弛豫测量结果。我们发现,在弱的外加磁场B中,自旋-晶格弛豫速率服从幂律B^n,其中n=-0.9(3)。该结果对于5 K < T < 300 K是温度无关的。在共形场论和使用Müller的计算,我们得出弹道自旋输运SrCuO 2。
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。
Tomonaga-Luttinger spin liquid in the spin-1/2 inequilateral diamond-chain compound K$_3$Cu$_3$AlO$_2$(SO$_4$)$_4$
K $_3$ Cu $_3$ AlO $_2$(SO $_4$)$_4$是一种高度一维的自旋为1/2的不等边金刚石链反铁磁体。在非弹性中子散射谱中观察到自旋连续谱和自旋单重态二聚体激发,这与理论预测非常一致:二聚体-单体复合结构,其中二聚体由强反铁磁(AFM)耦合引起,单体形成几乎孤立的量子AFM链控制低能激发。此外,μ子自旋旋转/弛豫光谱显示没有长程有序下降到90 mK,这是大约三个数量级低于量子原子力显微镜链的交换相互作用。因此,K $_3$ Cu $_3$ AlO $_2$(SO $_4$)$_4$被认为是在接近基态的低温下表现出Tomonaga-Luttinger自旋液体行为的化合物。
Impact of strong disorder on the static magnetic properties of the spin-chain compound BaCu2SiGeO7
无序准一维磁体BaCu2SiGeO7被认为是随机海森堡链模型的最佳物理实现之一,其交换参数分布不规则,其基态被预测为研究较少的随机单重态(RSS).基于广泛的29 Si NMR和磁化BaCu2SiGeO7的研究,结合量子蒙特卡罗模拟的数值,我们获得了显着的定量协议与随机海森堡链模型的理论预测和强有力的迹象,在低温下形成一个随机单重态在这个化合物。作为一种局域探针,核磁共振是研究无序系统磁性的一种非常合适的技术。在这种情况下,它也揭示了一个额外的本地横向交错场(LTSF),这影响了RSS的低温性能。所提出的模型哈密顿量令人满意地占的NMR线形状的温度依赖性。
Magnetic excitations and phonons in the spin-chain compound NaCu2O2
我们报告了单晶NaCu $_2$ O $_2$的非弹性光散射研究,该化合物是一种自旋链化合物,在低温下具有螺旋磁序。声子激发作为温度和光的偏振的函数进行了研究,声子频率进行了比较从头算晶格动力学计算的结果,这也在这里报道。观察到的和计算的模式之间的良好协议允许分配的声子本征矢量。两个不同的高能双磁振子的功能,以及尖锐的低能单磁振子峰也被观察到。这些功能进行了讨论的磁振子模式预期在螺旋有序状态。它们的极化依赖性提供了一个晶胞内两个紧密间隔的自旋链之间的大量交换相互作用的证据。在高温下,可归因于磁激发的光谱特征被替换为广泛的,准弹性模式,由于过阻尼自旋激发。
Persistence of Ising-like easy-axis spin correlations in the paramagnetic state of the spin-1 chain compound NiTe$_2$O$_5$
对新近发现的准一维自旋1链化合物NiTe $_2$ O $_5$的顺磁态进行了$^{125}$ Te核磁共振研究。我们观察到,$^{125}$ Te NMR谱在沿$c$轴施加的磁场中一分为二。基于分裂线的相对强度比的强烈温度变化,我们推断线分裂产生于沿链在相反方向上诱导的两个子晶格磁化率。在很大程度上支持这一解释,自旋晶格弛豫速率$T_1^{-1}$和奈特位移数据的定量分析解开占主导地位的横向自旋波动。我们的结论是伊辛样单轴自旋相关性持续到令人惊讶的高温度相比,交换能量尺度。通过自掺杂效应的自旋-电荷耦合机制可能是重要的。
Thermal expansion of the spin-1/2 Heisenberg-chain compound Cu(C$_4$H$_4$N$_2$)(NO$_3$)$_2$
含有代表具有弱磁耦合常数的简单模型自旋系统的磁性子系统的化合物是测试接近量子相变的一般行为的理论预测的理想候选者。本文测量了自旋1/2链化合物二硝酸吡嗪铜Cu(C $_4$ H $_4$ N $_2$)(NO $_3$)$_2$的热膨胀和磁致伸缩。特别令人感兴趣的是低温热膨胀接近饱和场$H_c \simeq 13.9 \mathrm{T}$,它定义了一个量子相变从无带隙的Luttinger液体状态的完全饱和状态与有限的激发间隙。我们观察到不同基态的热膨胀的符号变化,并且在量子临界点$H_c$处,低温膨胀接近$1/\sqrt{T}$发散。因此,我们的数据非常符合预期的量子临界行为。
Persistent dynamics in the S=1/2 quasi-one-dimensional chain compound Rb4Cu(MoO4)3 probed with muon-spin relaxation
本文报道了低维反铁磁体Rb_4Cu(MoO_4)_3的μ子自旋弛豫测量结果。在50 mK以下没有观察到长程磁序,这意味着T_N/J<0.005(其中J是沿自旋链的主要交换强度),链间交换与链内交换的有效比值为|J_perp/J| <2 x 10^-3,使该材料成为一维量子海森堡反铁磁体的一个极好的实现。我们探测了低温下的持续自旋激发,发现弹道自旋输运在0.3K以下的激发中占主导地位。
Magnetic excitations in the S = 1/2 antiferromagnetic-ferromagnetic chain compound BaCu2V2O8 at zero and finite temperature
与大多数量子系统随温度升高而迅速变得不相干不同,$S=1/2$二聚体磁体中的强关联在高温下持续存在,正如它们在有限温度下激发的不寻常的不对称线形所揭示的那样。在这里,我们定量探索和参数化的强相关的磁激发在有限的温度下使用高分辨率的非弹性中子散射模型化合物BaCu $_2$ V $_2$ O $_8$,我们表明是一个交替的反铁磁-铁磁自旋$-1/2$链。与最先进的计算技术相比,在很宽的温度范围内显示出良好的一致性。因此,我们的研究结果表明,在量子磁体中的高温下定量预测相干行为的可能性。
Incommensurate magnetic order arising from frustrated interchain interactions in the spin-1/2 chain compound AgCuVO$_4$
Faculty of Mathematics and Physics, University of Ljubljana(卢布尔雅那大学数学与物理学院);PSI Center for Neutron and Muon Sciences(瑞士保罗谢尔研究所中子与μ子科学中心);Laboratorium für Festkörperphysik, ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院固体物理实验室);Institute of Solid State Physics, Vienna University of Technology(维也纳工业大学固体物理研究所)
Crystal growth of the non-magnetic Zn$^{2+}$ and magnetic Co$^{2+}$ doped quasi one-dimensional spin chain compound SrCuO$_{2}$ using the travelling solvent floating zone method
Influence of magnetic interaction between impurity and impurity-liberated spins on the magnetism in the doped Haldane chain compounds PbNi${}_{2-x${A}${}_{x}$V${}_{2}$O${}_{8}$ (A = Mg, Co)
采用宏观直流磁化率和局域电子自旋共振(ESR)技术,对非磁性(Mg ${}^{2+}$)和磁性(Co ${}^{2+}$)掺杂的PbNi ${}_{2}$ V ${}_{2}$ O ${}_{8}$化合物的杂质感生磁性进行了全面研究.杂质释放自旋之间的磁耦合估计从低温ESR信号的线宽在Mg掺杂样品。此外,在磁性钴掺杂剂的情况下,杂质-宿主磁交换从Co诱导的贡献的顺磁相的线宽进行评价。实验观察到的严重加宽的ESR线的磁性掺杂的化合物相对于掺杂的钴是由于快速自旋晶格弛豫的Co ${}^{2+}$离子,这导致在一个的温度依赖性的诱导线宽的dieleck-type。从ESR分析得到的交换参数提供了一个令人满意的解释所观察到的低温磁化掺杂样品。