我们已经研究了纳米晶体的磁性行为,通过高能球磨合成,为一个著名的几何挫折自旋链系统,Ca 3CoRhO 6,并通过测量交流和直流磁化强度与散装形式的磁特性进行比较。可归因于“部分无序反铁磁性”(表征块体形式)的发作的功能是没有看到在纳米颗粒的磁化数据;磁矩在高场在非常低的温度范围内的磁有序状态得到相对增强的纳米颗粒。看来,铁磁链内相互作用,判断顺磁居里温度的符号,是保存在纳米粒子。这些趋势与Ca 3Co 2 O 6中所见的相反。然而,复杂的自旋动力学证明了大的频率依赖性的交流磁化率是保留在纳米粒子以及。因此,纳米颗粒的性质与块体材料的性质既有相似之处,也有不同之处。我们相信,这些发现将是有用的,以了解相关长度决定几何挫折和/或自旋链现象的各种属性。
英文摘要:
We have investigated the magnetic behavior of the nano crystals, synthesized by high-energy ball-milling, for a well-known geometrically frustrated spin-chain system, Ca3CoRhO6, and compared its magnetic characteristics with those of the bulk form by measuring ac and dc magnetization. The features attributable to the onset of 'partially disordered antiferromagnetism' (characterizing the bulk form) are not seen in the magnetization data of the nano particles; the magnetic moment at high fields in the very low temperature range in the magnetically ordered state gets relatively enhanced in the nano particles. It appears that the ferromagnetic intrachain interaction, judged by the sign of the paramagnetic Curie temperature, is preserved in the nano particles. These trends are opposite to those seen in Ca3Co2O6. However, the complex spin-dynamics as evidenced by large frequency dependence of ac susceptibility is retained in the nano particles as well. Thus, there are some similarities and dissimilarities between the properties of the nano particles and those of the bulk. We believe that these findings would be useful to understand correlation lengths deciding various properties of geometrical frustration and/or spin-chain phenomena.
Anisotropic susceptibility of the geometrically frustrated spin-chain compound Ca3Co2O6
Ca_3Co_2O_6是一个具有一系列迷人性质的体系,包括磁化平台和在低温下非常缓慢的动力学。这些属性是密切相关的几何挫折,这是由于一个特定的组合的功能:(i)链排列在一个三角形晶格;(ii)有一个大的单轴各向异性;(iii)链内和链间耦合分别是铁磁性和反铁磁性。因此,单轴各向异性的Ca 3Co 2 O 6的物理性质的分析是一个至关重要的问题。然而,事实证明,迄今为止还没有对这种磁各向异性进行精确的研究。直接记录在单晶体上的磁化率数据的基础上,本研究报告的定量信息的各向异性的Ca 3Co 2 O 6。
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。
Mixed valence on a pyrochlore lattice - LiV2O4 as a geometrically frustrated magnet
在40 K以上,重费米子尖晶石LiV_2O_4的磁化率与几何阻挫磁绝缘体的磁化率具有许多共同特征,而其室温电阻率舒适地超过Mott-Regel极限。这表明,当地的磁矩,以及烧绿石晶格的基本几何形状,在确定其磁性能发挥了重要作用。我们最近推出的四面体平均场论绝缘烧绿石反铁磁体的情况下,其中个别四面体包含不同长度的自旋,并以此为出发点,讨论三种不同的情况下,在LiV 2 O 4的磁性和电子的转变。
Magnetic density of states at low energy in geometrically frustrated systems
使用μ子自旋弛豫测量,我们表明,烧绿石化合物Gd 2 Ti 2 O 7,在其磁有序相低于~ 1 K,显示持久的自旋动力学低至20 mK的温度。诱导的μ介子弛豫的特性可以通过涉及两个磁激发的散射过程来解释,其特征在于在低能量下的向上翻转和线性依赖于温度的小间隙的状态密度。我们建议,这样的状态密度是一个几何阻挫磁性材料的一般特征。
Two geometrically frustrated magnets studied by neutron diffraction
在烧绿石化合物Tb $_2$ Ti $_2$ O $_7$和Tb $_2$ Sn $_2$ O $_7$中,只有Tb $^{3+}$离子是磁性的。它们表现出相当异常的-而且,鉴于它们的化学相似性,又有着惊人的不同-磁行为,正如在环境压力和外加压力下用中子衍射所探测到的那样。Tb $_2$ Ti $_2$ O $_7$是一种协同顺磁体(“自旋液体”),在环境压力下没有长程序;然而,它在压力下变得有序。相比之下,Tb $_2$ Sn $_2$ O $_7$在环境压力下已经进入“有序自旋冰”状态。我们分析一个简单的模型,它已经清楚地表现出一些实验观察到的定性特征。总的来说,比较这两种化合物强调了在几何受挫系统中选择低温状态的小扰动的力量。
Magnetic State of the Geometrically Frustrated Quasi-One-Dimensional Spin System Cu$_3$Mo$_2$O$_9$ Studied by Thermal Conductivity
我们测量了准一维自旋系统Cu $_3$ Mo $_2$ O $_9$在磁场中的热导率.由于自旋的热导率的贡献已被观察到沿自旋链的热导率。由于声子的热导率,$κ_{\rm phonon}$,已被发现通过施加磁场而降低,这已被解释为是由于自旋单重态二聚体引起的自旋间隙的减小。此外,已经发现,$κ_{\rm phonon}$在低温下在高于~7 T的高场中随着场的增加而增加。这表明存在一种新的场诱导自旋态,并讨论了在阻挫莫特绝缘体中可能的自旋手征有序。
Helimagnetism in a disordered and geometrically frustrated quantum spin chain
中子衍射和体测量用于确定低温有序状态的性质在LiCu $_2$ O $_2$,一个$S=1/2$自旋链化合物与竞争的相互作用。磁结构被发现是helmagnetic,与传播矢量$(0.5,ζ,0)$,$ζ=0.174$。最近邻交换常数和阻挫比分别估计为$J=5.8$ meV和$J_2/J_1=0.29$。对于理想化的自旋链,这些参数值将表示带隙的自旋液体基态。长程有序是由于内在的非化学计量。
Structure and magnetic studies of geometrically frustrated disordered pyrochlores A$_{2}$Zr$_{2}$O$_{7}$: (A = Eu, Gd, Er)
自旋冰系统Dy $_{2}$ Ti $_{2}$ O $_{7}$在$\sim$ 16 K温度下表现出强烈的频率依赖性自旋冻结。虽然这已经是一个讨论多年的问题,但这种不寻常的自旋冻结的起源仍然是未知的。用等价Zr取代Ti导致Dy $_{2}$ Zr $_{2}$ O $_{7}$在低温下的动态磁基态,并阻止高温自旋冻结的形成。有趣的是,高温自旋冻结在磁场的存在下重新出现。在这个方向上,我们研究了一系列无序焦绿石氧化物APDMATHABMM Zr $_{2}$ O $_{7}$(A = Eu,Gd,Er),并与DyPDMATHABMM Zr $_{2}$ O $_{7}$和HoPDMATHABMM Zr $_{2}$ O $_{7}$系统的晶体结构、磁性和热容行为进行了比较。我们的研究表明,取决于无序参数,自旋冻结行为可以保留通过减慢自旋动力学与适当的选择磁场。我们观察到,不同于钛酸盐,在稀土位点的改性不会使这些锆酸盐化合物的磁性基态发生相当大的变化。
Structural, magnetic and electric polarization properties of geometrically frustrated YBaCo4O7 and DyBaCo4O7 cobaltites
在RBaCo_4O_7(R = Ca,Y和稀土)钴酸盐家族中,只有CaBaCo_4O_7具有三维长程亚铁磁和自旋驱动的电极化的强度性质。在本研究中,我们已经研究了结构,磁性和电极化的强度性能在YBaCo 4 O 7和DyBaCo 4 O 7的这个家庭的成员,并得到的结果进行了比较与CaBaCo 4 O 7。化合物YBaCo_4O_7在5K以下表现出一系列与文献报道一致的磁性转变,并观察到团簇玻璃行为。DyBaCo_4O_7钴矿的粉末中子衍射研究表明其具有正交Pbn_(21)对称性和可果美层的短程120度磁关联特征,并在65 K以下表现出自旋玻璃行为。两种样品的介电测量结果表明,在高温下的频率分散和频率无关的行为在低温下没有介电异常。热释电电流的测量表明,在这两个样品中的宽峰约50 K,然而,仔细的分析涉及到热刺激去极化电流的峰值。这一研究表明,在kagome层的巨结构畸变和钴电荷有序是驱动长程磁有序和自旋驱动电极化的强度在这个钴族的关键因素。
A Geometrically Frustrated Trimer-Based Mott Insulator
Ba 4 NbRu 3 O 12的晶体结构基于垂直于平面取向的细长Ru 3 O 12三聚体的三角形平面。本文报道它是半导体的,外斯温度为-155 K,有效磁矩为2.59 μB/f. u。磁化率和比热数据表明它在4K附近具有磁有序性。在比热中存在着大量的类似索末菲的T线性项(γ = 31(2)mJ/mole-K^2),证明了低能态的高密度存在。电子结构计算表明,在费米能的电子态驻留在Ru 3 O 12三聚体上,并且计算的电子态密度在费米能附近是高的和连续的-换句话说,密度泛函理论计算的材料是金属。我们的研究结果表明,Ba_4 NbRu_3 O_(12)是一种几何阻挫的三聚体基莫特绝缘体。