Finite-temperature scaling of spin correlations in a partially magnetized Heisenberg $S=1/2$ chain
利用非弹性中子散射研究了7.5 T磁场中Heisenberg $S=1/2$链状化合物的横向自旋关联。目标化合物为反铁磁性海森堡$S=1/2$链材料2(1,4-Dioxane)$\cdot$ 2(H $_2$ O)$\cdot$ CuCl $_2$,简称CuDCl。横向动力学结构因子的标度关系的有效性和局限性进行了测试,讨论和比较Tomonaga-Luttinger自旋液体理论和Bethe-anastrophic海森堡模型的结果。
2015-09-02 cond-mat.str-el
Dynamical properties of S=1 bond-alternating Heisenberg chains in transverse magnetic fields
采用基于Lanczos算法的连分式方法,计算了横向磁场中具有单离子各向异性的S=1键交替海森堡链的动力学结构因子.在Haldane能隙相和二聚体相中,动力学结构因子表现出特征场依赖性。可能的解释进行了讨论。数值计算结果与最近在横向磁场中S=1键交替的海森堡链化合物$\rm{Ni(C_{9}D_{24}N_{4})(NO_{2})ClO_{4}}$和S=1 Haldane带隙化合物$\rm{Ni(C_{5}D_{14}N_{2})_{2}N_{3}(PF_{6})}$的非弹性中子散射实验结果定性一致。
2005-05-09 cond-mat.str-el
Synthesis and structural characterization of 2Dioxane.2H2O.CuCl2: metal-organic compound with Heisenberg antiferromagnetic S=1/2 chains
合成了一种新的金属有机化合物2-Dioxane·CuCl 2·2 H2O,并用X射线单晶衍射对其结构进行了表征。磁化率和零场非弹性中子散射也被用来研究它的磁性。结果表明,该材料是一个弱耦合的一维S=1/2海森堡反铁磁链系统,链方向沿晶体学c轴,最近邻链内交换常数J=0.85(4)meV.次近邻链间交换常数J'也估计为0.05 meV。从中子非弹性散射中观测到的磁激发谱与基于Muller模型的数值计算结果非常吻合。
2009-09-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Bond disorder and spinon heat transport in the $S=\tfrac{1}{2}$ Heisenberg spin chain compound Sr$_2$CuO$_3$: from clean to dirty limits
我们研究了通过增加Ca浓度来化学取代Sr后,无序对$S=\tfrac{1}{2}$海森堡链化合物Sr $_2$ CuO $_3$热传输性质的影响。由于Ca占据Cu-O-Cu自旋链外部但附近的位置,预计在这些链中实现键无序,即交换相互作用$J$的空间变化。我们观察到,由于自旋在链中传播的磁热导率($κ_{\mathrm{mag}}$)逐渐但强烈地抑制随着Ca的量的增加,其中掺杂的依赖性可以被理解的自旋散射的增加,由于Ca诱导的无序。这也反映在自旋平均自由程中,自旋平均自由程可以被分成由于自旋-声子散射而与掺杂无关但与温度相关的散射长度和与温度无关但与掺杂相关的自旋-缺陷散射长度。后者的跨度从非常大($>$ 1300晶格间距)到非常短($\sim$ 12晶格间距),并且与两个相邻Ca原子之间的平均距离成比例。因此,Ca诱导的无序充当自旋链内的有效缺陷,并且掺杂方案允许覆盖清洁极限和脏极限之间的整个掺杂制度。有趣的是,在最大杂质水平,我们观察到,在Ca掺杂的Sr $_2$ CuO $_3$,$κ_{\mathrm{mag}}$在100 K以上的温度几乎线性增加,这反映了在海森堡自旋链的热输运的固有的低温行为。这些发现与对于Ca掺杂的双自旋链化合物SrCuO $_2$观察到的结果完全不同,其中Ca的影响似乎在中间掺杂水平已经饱和。
2014-03-06 cond-mat.str-el
Heisenberg exchange enhancement by orbital relaxation in cuprate compounds
本文计算了准二维反铁磁铜氧化物La_2CuO_4、YBa_2Cu_3O_6、Nd_2CuO_4和Sr_2CuO_2Cl_2的Heisenberg交换J。本文采用全电子自洽场和非正交CI方法对[Cu_2 O_(11)]~(18)-,[Cu_2 O_9]~(14)-,[Cu_2 O_7]~(10)-和[Cu_2 O_7 Cl_4]~(14)-团簇进行了电荷嵌入模型的计算.(MC)SCF的三重态和单重态基态由Cu ~(2+)(dx ~(2-y)2)和O ~(2-)组成。通过混合弛豫(MC)SCF三重态和单重态激发态,其中单个电子从中心O离子转移到Cu,强烈增强了反铁磁交换。我们将这种效应归因于波函数的电荷转移分量中的轨道弛豫。与实验结果吻合较好。
1997-06-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A modified triplet-wave expansion method applied to the alternating Heisenberg chain
本文提出了二聚自旋系统的另一种三重波展开形式,它是Sachdev和Bhatt的“键算符”形式的修正。投影算子用于将系统限制在物理子空间中,而不是约束方程。交替海森堡链的情况下,说明了该方法,并与二聚体级数展开和精确对角化的结果进行了比较。一些讨论包括的现象“准粒子击穿”,因为它适用于在这个模型中的两个三重子束缚态。
2006-08-25 cond-mat.str-el
CaCu2(SeO3)2Cl2: spin-1/2 Heisenberg chain compound with complex frustrated interchain couplings
本文报道了自旋为1/2的量子磁体CaCu 2(SeO 3)2Cl 2的晶体结构、磁化强度测量和能带结构计算。用均匀自旋1/2链模型很好地再现了该化合物的磁性行为,最近邻交换温度约为133 K。由于特殊的晶体结构,自旋链几乎垂直于结构链的方向。我们发现了一个异国情调的制度,由于两个不等价的交流10 K的挫折链间耦合。特殊的超交换路径提供了一个机会,调查部分氯溴取代下的键随机性的影响。
2011-05-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Transition from Haldane Phase to Spin Liquid and Incommensurate Correlation in Spin-1/2 Heisenberg Chains
利用密度矩阵重整化群(DMRG)和精确对角化方法,研究了具有二聚化和次近邻交换的一维S=1/2海森堡模型的体性质和杂质效应.这个模型广泛地涵盖了S=1海森堡模型,两条腿的梯子,键交替链和S=1/2海森堡模型。几乎整个参数空间都属于Half-phase。在非二聚极限下,发生了向一种自旋液体的转变,其特征在于离域自旋极化。这种跃迁导致了自旋Peierls化合物CuGeO_{3}和Halfonite系统之间明显的杂质效应。实验方面的一个键交替化合物CuNb_{2} O_{6}进行了讨论。进一步研究了该模型中的无公度关联,并绘制了相图。
1999-02-23 cond-mat.str-el
Various series expansions for the bilayer S=1/2 Heisenberg antiferromagnet
对两层S=1/2正方格子海森堡反铁磁体,我们发展了各种级数展开式。高温膨胀用于计算磁化率和比热的温度依赖性。在T=0时,伊辛展开用于研究Néel有序相的性质,而二聚体展开用于计算磁无序相的基态性质和激发光谱。反铁磁有序-无序转变点确定为$(J_2/J_1)_c=2.537(5)$。计算的参数包括交错磁化强度、磁化率、三重态自旋波激发谱、自旋波速度和自旋波刚度。我们还估计了铜氧化物超导体$YBa_2Cu_3O_{6.2}$的层内和层间交换常数之比为$J_2/J_1\simeq 0.07$。
1997-01-30 cond-mat.str-el
Renormalized spin wave excitations in the antiferromagnetic Heisenberg-Kondo model for heavy fermions
最近在CeIn 3和CePd 2Si 2单晶中的非弹性中子散射实验,在低温下测量自旋波激发。这两种重费米子化合物都具有反铁磁长程序,但它们的Neel温度和Kondo温度几乎相等,这表明Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)相互作用和近藤效应之间存在着强烈的竞争.我们的目的是展示如何在这些Ce化合物的反铁磁相中测量的磁振子,可以用J.R.Iglesias,C.Lacroix和B.Coqblin介绍的微观Heisenberg-Kondo模型来描述,该模型以前用于非磁性相的研究。该模型包括相关的Ce-4f电子与导带的杂化,我们考虑竞争RKKY(海森堡类J_{H})和近藤(J_{K})反铁磁耦合。通过一系列的么正变换,我们微扰地导出了一个二阶有效哈密顿量,它被投影到反铁磁电子的基态上,描述了自旋波激发,并通过它们与相关巡游电子的相互作用被重整化.我们数值研究了模型的不同参数如何影响磁振子的重整化,为分析反铁磁重费米子化合物中的非弹性中子散射实验提供了有用的信息。我们还比较了我们的结果与现有的实验数据,发现很好的协议与立方CeIn 3的自旋波测量。
2007-07-31 cond-mat.str-el
Heterobimetallic Dy-Cu coordination compound as a classical-quantum ferrimagnetic chain of regularly alternating Ising and Heisenberg spins
通过考虑伊辛自旋的两个不同的局部各向异性轴,严格求解了由有规律地交替的伊辛自旋和海森堡自旋组成的经典量子链。根据所施加的磁场的空间取向来检查基态相图和磁化曲线。相图由四个不同的相和几个宏观退化点组成,在所谓的“半火,半冰”状态中,完美有序和完全无序的突出共存。由于伊辛自旋的两个共面各向异性轴之间的倾斜角,零温度磁化曲线通常表现出对磁场的平滑依赖性,这迫使磁化矢量与所施加的磁场的方向不对准。证明了所研究的自旋链模型再现了杂环配合物Dy(NO)$_{3}$(DMSO)$_{2}$ Cu(opba)(DMSO)$_{2}$(DMSO=二甲亚砜,opba=邻苯二恶唑酸)的磁性特征.由于粉末平均化,这种聚合配位化合物粉末样品报告的高场磁化数据通常显示出相当平滑的情况。
2018-06-12 cond-mat.other cond-mat.str-el
EuCo2P2: A Model Molecular-Field Helical Heisenberg Antiferromagnet
金属化合物EuCo 2 P2的体心四面体ThCr 2Si 2结构包含Eu自旋7/2先前显示从单晶中子衍射测量,表现出螺旋反铁磁(AFM)结构低于TN = 66.5 K的螺旋轴沿c轴和有序的时刻对齐的ab平面内。在这里,我们报告晶体学,电阻率,热容,磁化强度和磁化率测量单晶的这种化合物。通过对EuCo_2P_2单晶在T < TN温度下的各向异性磁化率、高场磁化强度和磁热容的比较,证明了EuCo_2P_2是一种分子场螺旋海森堡反铁磁体模型. Eu自旋之间的海森堡交换相互作用的值来自于数据。计算了由无各向异性能隙的自旋波激发产生的低T磁热容~ T^3,发现其与晶格热容相当。在费米能的EuCo 2 P2和相关的化合物BaCo 2 P2的状态密度被发现从热容数据是大的,10和16个状态/eV的EuCo 2 P2和BaCo 2 P2,分别为每个公式单元。这些值被增强了约2.5以上的DFT电子结构计算发现的两种化合物的一个因素。计算还发现ab平面内的铁磁Eu-Eu交换相互作用以及最近平面和次最近平面之间的AFM相互作用,与chi{ab}(T < TN)的MFT分析一致。
2016-07-01 cond-mat.str-el
Investigation of Thermodynamic Properties of Cu(NH3)4SO4.H2O, a Heisenberg Spin Chain Compound
本文对均匀海森堡自旋半链化合物Cu(NH_3)_4SO_4·H_2O的热学和磁学性质进行了详细的实验研究。这些属性与相关的自旋模型的比较。用Bethe近似技术导出了均匀海森堡链模型的精确解,并与温度相关的磁化率和比热数据进行了比较。用量子蒙特卡罗方法模拟了磁场相关的等温磁化曲线,并与相应的实验结果进行了比较。比热作为磁场(高达7 T)和温度(低至2 K)的函数的报告。最后,将计算结果与J=6K的无限海森堡自旋半链模型的相应理论曲线进行了比较.通过对实验比热数据的分析,计算了内能和熵。熵和内能随磁场和温度的变化规律与理论预测一致。
2018-12-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Various series expansions for a Heisenberg antiferromagnet model for SrCu$_2$(BO$_3$)$_2$
本文采用不同的级数展开方法研究了Miyahara和Ueda最近提出的准二维材料SrCu $_2$(BO $_3$)$_2$的反铁磁海森堡自旋模型.我们证实了当最近邻和次最近邻相互作用的比例$x=J'/J$变化时,该模型在T=0处表现出从带隙二聚体相到无隙Néel相的一级量子相变,并将相变定位在$x_c=0.691(6)$处.使用较长的系列,我们能够得到更准确的估计模型参数拟合的高温敏感性数据。
1998-11-03 cond-mat.str-el
Logarithmic divergent specific heat from high-temperature series expansions: application to the two-dimensional XXZ Heisenberg model
当$c_v$在临界温度$T=T_c$存在对数奇异性相变时,给出了比热$c_v(T)$的一种插值方法.该方法使用的事实,即$c_v$是由它的高温系列膨胀,并通过奇异性的类型仅高于$T_c$的约束。我们测试我们的方法上的铁和反铁磁伊辛模型的二维正方形,三角形,蜂窝状,和kagome晶格,在那里我们发现一个很好的协议与精确解。然后,我们探讨XXZ海森堡模型,其中没有确切的结果。
2021-10-07 cond-mat.str-el
Magnetic Structure of the $S\,{=}\,1/2$ Quasi-Two-Dimensional Square-Lattice Heisenberg Antiferromagnet Sr$_2$CuTeO$_6$
双钙钛矿化合物Sr $_2$ CuTeO $_6$的磁性结构由中子粉末衍射数据确定。这种材料的磁性描述为一个$S\,{=}\,1/2$准二维正方晶格海森堡模型与反铁磁最近邻和次最近邻相互作用。Sr $_2$ CuTeO $_6$在$T_{\rm N}\,{\simeq}\,29\,$ K发生磁相变。$T_{\rm N}$下面的自旋结构是正方晶格上的Néel反铁磁,这意味着最近邻相互作用($J_1$)比次最近邻相互作用($J_2$)更强,与其他同构化合物如Ba $_2$ CuWO $_6$和Sr $_2$ CuWO $_6$形成对比,其中$|J_1|\,{<}\,|J_2|$是实现的。
2016-02-10 cond-mat.str-el
Spin wave excitations in the antiferromagnetic Heisenberg-Kondo model for heavy fermions
最近在CeIn $_{3}$和CePd $_{2}$ Si $_{2}$单晶中的非弹性中子散射实验测量了低温下的自旋波激发。这两种重费米子化合物都具有反铁磁长程序,但它们的Néel温度和Kondo温度几乎相等,证明了Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)相互作用和近藤效应之间的强烈竞争.我们的目的是展示如何在这些Ce化合物的反铁磁相中测量的磁振子,可以用J.R.Iglesias,C.Lacroix和B.Coqblin介绍的微观Heisenberg-Kondo模型来描述,该模型以前用于非磁性相的研究。该模型包括相关的$4 f$电子与导带杂交,在那里我们也允许相关性,我们考虑竞争RKKY(海森堡类$J_{H} $)和近藤($J_{K}$)反铁磁耦合。通过一系列的么正变换,我们微扰地导出了一个二阶有效哈密顿量,它被投影到反铁磁电子的基态上,描述了自旋波激发,并通过它们与相关巡游电子的相互作用被重整化.我们数值研究了模型的不同参数如何影响磁振子的重整化,为分析反铁磁重费米子化合物中的非弹性中子散射实验提供了有用的信息。我们还比较了我们的结果与现有的实验数据,发现与立方CeIn $_3$的自旋波测量良好的协议。
2008-07-03 cond-mat.str-el
$x$-[Pd(dmit)$_2$]$_2$ as a quasi-1D, scalene Heisenberg model
从第一性原理出发,采用对称性破缺的密度泛函理论,计算了Et $_{n}$ Me $_{4-n}X$ [Pd(dmit)$_2$ ] $_2$(Et =乙基,Me =甲基,dmit = 2-thioxo-1,3-dithiole-4,5-dithiolate)系列化合物中相邻二聚体之间的Heisenberg相互作用.在所有材料中,我们发现了一个不等边三角形模型,其中沿一个晶轴的最强交换耦合比其他晶轴大三倍,并且挫折进一步增强了这种准一维性。我们通过链无规相近似(CRPA)计算Néel有序温度。我们发现,在挫折链间耦合的差异相当于一个单一的二分链间耦合,有利于长程磁序。我们发现,Néel有序温度是在很好的协议与实验测量值为大多数化合物。
2021-04-06 cond-mat.str-el
Randomness and Frustration in a S = 1/2 Square-Lattice Heisenberg Antiferromagnet
我们探讨了系列$S = 1/2$海森堡正方晶格化合物Sr $_2$ CuTe $_{1-x}$ W $_x$ O $_6$中随机性和磁阻挫之间的相互作用。用W代替Te会显著改变磁相互作用,从强最近邻到次最近邻反铁磁耦合。我们进行中子散射测量,以探测磁基态和激发范围内的$x$。我们提出了一个键无序模型,再现基态只有短程自旋相关的混合化合物。计算的中子衍射图和粉末光谱与测量数据吻合良好,并允许对未来的测量进行详细的预测。我们得出结论,淬火的随机性起着主要作用,在定义物理的Sr $_2$ CuTe $_{1-x}$ W $_x$ O $_6$挫折不太重要。
2022-05-20 cond-mat.str-el
A new view of the electronic structure of the spin-Peierls compound alpha'-NaV2O5
目前对$α'$ -NaV $_2$ O $_5$的电子和磁性的理解是基于强电荷反质子化为V $^{4+}$和V $^{5+}$的假设,这被假定会导致自旋为1/2的海森堡链系统。然而,最近的结构分析表明,V-离子是在一个混合的价态和indiguishable。我们提出了一个解释的绝缘状态,这是不是基于电荷调制,并表明,强相关性与海特勒-伦敦字符的相关中间状态自然会导致反铁磁海森堡链。链间耦合是弱的和挫折,其影响的均匀磁化率被发现是小的。
1998-01-29 cond-mat.str-el
High temperature series expansion study of the Heisenberg antiferromagnet on the hyperkagome lattice: Comparison with Na$_4$Ir$_3$O$_8$
我们发展了$\ln{Z}$的高温级数展开式和自旋半海森堡模型的均匀结构因子,使之达到$β^{16}$的有序化。这些展开用于计算作为温度函数的模型的均匀磁化率($χ$)、熵($S$)和热容($C$)。展开式的系列外推很好地收敛到大约$J/4$的温度。Na $_4$ Ir $_3$ O $_8$的实验数据的比较表明,它的磁化率是合理的,很好地描述的模型与交换常数$J\approx 300 K$,但也有额外的较小的条款存在于系统中。该模型的比热有两个峰值。温度较低的峰值,刚好低于我们的收敛范围,包含了总熵的40%。尽管是一个三维晶格,这个模型与kagome晶格海森堡模型有许多共同的特征,这种材料必须被认为是量子自旋液体的强有力的候选者。
2011-12-18 cond-mat.str-el
Phase Diagram of the J1, J2, J3 Heisenberg Models on the Honeycomb Lattice: A Series Expansion Study
利用Néel附近的级数展开和不同的共线和非共线磁态,研究了蜂窝晶格上$J_1-J_2-J_3$ Heisenberg模型中的磁有序相及其相边界.引入了伊辛各向异性($λ=J_{\perp}/J_z\ne 1$),并采用$λ$中的幂级数展开式计算了基态能量和磁化序参量。用级数外推法研究海森堡模型的性质。我们发现,在大的$J_3$($>0.6$)中,Néel态和柱状态之间存在一级跃迁,这与经典的结果一致.对于$J_3=0$,我们发现Néel相延伸到经典稳定区域之外。我们还发现,螺旋相位是稳定的大参数区域,虽然它们的螺旋角可以基本上重整化相对于经典值。我们的研究还显示了一个磁无序区intermedaite $J_2/J_1$和$J_3/J_1$值。
2011-07-01 cond-mat.str-el
Nuclear relaxation in the spin-1/2 antiferromagnetic chain compound Sr_2CuO_3 --- comparison between theories and experiments
本文研究了Sr_2CuO_3 [Phys.Rev.Lett. 76,4612(1996)]进行了重新审查,并与分析理论的动态磁化率在S=1/2的反铁磁海森堡链,包括乘法对数修正[物理。78,539(1997); cond-mat/9610015]。自旋晶格和高斯自旋回波衰减率(1/T_1和1/ T_{2G})及其比值的比较都显示出良好的定量一致性。我们的结果表明对数修正在分析准一维体系实验数据中的重要性,并表明Sr_2CuO_3的动力学行为可用S=1/2的一维Heisenberg最近邻交换模型来描述。
1997-06-17 cond-mat.str-el
Experimental Evidences of Quantum Phase Transition in a Spin Cluster Compound
报道了具有各向同性海森堡相互作用的双自旋团簇材料NH_4CuPO_4·H_2O在磁场诱导下的量子相变(QPT)的实验实现。实验磁化和比热数据已收集作为温度和磁场的函数。用海森堡二聚体模型对实验数据进行了分析。利用实验数据构造了表征自旋局域和非局域性质的两个量子互补观测量,当磁场扫过某一特定值时,通过部分量子信息共享,观察到了QPT的明显证据.当在低温下测量比热作为磁场的函数时,也观察到QPT的特征。此外,使用实验比热数据,计算磁能值和它们的变化被捕获作为磁场和温度的函数。
2014-09-13 cond-mat.str-el
Field-induced phase transitions and anisotropic magnetic properties of the Kiteav-Heisenberg compound Na$_2$Co$_2$TeO$_6$
利用单晶中子衍射和电子自旋共振研究Na$_2$Co$_2$TeO$_6$,揭示其沿不同晶向的各向异性场致相变与磁场演化。
2023-12-08 cond-mat.str-el
Quasi-one-dimensional anisotropic Heisenberg model in a transverse magnetic field
利用链间耦合的平均场近似和一维有效模型的精确结果,研究了弱耦合$XXZ$链在横向磁场中的相图.结果被应用到准一维反铁磁体$Cs_{2}CoCl_{4}$和链间相互作用的价值在这个化合物的估计。
2004-07-08 cond-mat.str-el
$S$ = 1/2 ferromagnetic-antiferromagnetic alternating Heisenberg chain in a zinc-verdazyl complex
我们成功地合成了一种具有1/2铁磁-反铁磁交替海森堡链(F-AF AHC)的锌-Verdazyl配合物[Zn(hfac)$_2$ ] $\cdot$($o$-Py-V)[hfac = 1,1,1,5,5,5-六氟乙酰丙酮; $o$-Py-V = 3-(2-吡啶基)-1,5-二苯基Verdazyl]。$Ab$ $initio$分子轨道(MO)计算表明,两个主要的相互作用$J_{\rm{F}}$和$J_{\rm{AF}}$形成该化合物中的$S=1/2$ F-AF AHC。该化合物的磁化率和磁比热在低于约1 K时表现出热激活行为。此外,观察到其磁化曲线直到饱和场,并直接指示0.5T的零场激励间隙。这些实验结果提供了Half-gap存在的证据。我们成功地解释了结果的$S=1/2$ F-AF AHC通过量子蒙特卡罗计算与$|J_{\rm{AF}}/J_{\rm{F}}|$ = 0.22。的$ab$ $initio$ MO计算还表明,弱AF链间相互作用$J'$和耦合F-AF AHC形成蜂窝状晶格。计算了Half隙的$J'$依赖性,并确定$J'$的实际值小于0.01 $|J_{\rm{F}}|$。
2015-02-24 cond-mat.str-el
Non-perturbative linked-cluster expansions for the trimerized ground state of the spin-one Kagome Heisenberg model
我们使用非微扰的链接集群的扩展,以确定每个网站的自旋一海森堡模型的kagome晶格的基态能量。为此,引入了一个参数,允许在完全三聚化状态和各向同性模型之间进行插值。基态能量每网站的全图分解到6个三角形(18自旋)的图形显示了一个复杂的行为作为这个参数的函数接近各向同性模型,我们属性的发散部分系列的准一维无阻链图的图形扩展。更具体地说,这些发散可以追溯到耦合三角形的一维无阻链的量子临界点。有趣的是,重组的非微扰的连接的集群膨胀的集群与增强的对称性产生的基态能量,每个网站的各向同性的二维模型是在定量协议与其他数值方法,有利于自发三聚的系统。我们的研究结果是一般的重要性,任何非微扰的几何挫折系统上的连锁集团扩展。
2015-08-21 cond-mat.str-el
Pseudospin exchange interactions in d^7 cobalt compounds: Possible realization of the Kitaev model
目前寻找Kitaev模型物理材料的努力主要集中在d^5赝自旋1/2离子Ir^{4+}和Ru^{3+}的莫特绝缘体上,它们具有t_{2g} ^5(S=1/2,L=1)电子组态。在这里,我们提出Kitaev模型可以在基于具有t_{2g} ^5e_g^2(S=3/2,L=1)构型的d^7离子的材料中实现,例如Co^{2+},它也具有赝自旋-1/2磁性。考虑到可能的交换过程,我们导出了90^{ \circ }成键几何中的d^7赝自旋-1/2相互作用。得到的哈密顿量包括键方向的基塔耶夫K相互作用和各向同性的海森堡J相互作用,就像d^5离子的情况一样。然而,我们发现,额外的,自旋活跃的e_g电子的存在从根本上改变了Kitaev和海森堡耦合之间的平衡。最值得注意的是,我们发现包含e_g自旋的交换过程对系统处于Mott(U<Δ)或电荷转移(U>Δ)绝缘区非常敏感。在后一种情况下,许多钴化合物实际上属于反铁磁海森堡耦合J被强烈抑制,自旋液相可以稳定。结果表明,钴基材料的Kitaev模型的实现作为有前途的候选人。
2018-01-04 cond-mat.str-el
Specific heat of an S=1/2 Heisenberg ladder compound Cu$_2$(C$_5$H$_{12}$N$_2$)$_2$Cl$_4$ under magnetic fields
在高达12 T的磁场下,对自旋梯状化合物CuPDMATHABMM(CPDMATHABMN $_{12}$ NPDMATHABMM)$_{2}$ C1 $_{4}$的单晶样品进行了低至0.5K的比热测量.在低于6 T的磁场中,观测数据的温度依赖性通过对S=1/2的两腿梯形结构($J_{\rm{rung}}$ / $J_{\rm{leg}}$ =5)的数值计算结果得到了很好的再现.在7 T以上的无带隙区($H_{\rm{c1}}$),在2 K以上,实验与计算符合较好,在10 T左右的磁场中,在2 K以下观察到一个尖峰和一个圆峰,但数值结果只显示一个圆峰,其大小小于观测值。讨论了尖峰的起源以及实验圆峰与数值圆峰之间的差异。
1999-12-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin dynamics of dimerized Heisenberg chains
我们数值研究了适用于准一维自旋Peierls化合物CuGeO $_3$的二聚海森堡模型.我们提出的证据为任何有限二聚$δ$的动力学结构因子的束缚态,并估计各自的光谱权重。对于均匀情形($δ=0$),我们证明了自旋波速度$v_s$被n.n.n.挫折术语$α$作为带有$b\approx1.12$的$v_s=π/2 J(1-bα)$
1996-12-02 cond-mat.str-el
Finite-temperature perturbation theory for quasi-one-dimensional spin-1/2 Heisenberg antiferromagnets
我们以H. J. Schulz(1996)提出的方式发展了准一维量子自旋系统的有限温度微扰理论,并利用这种形式来研究它们的动力学响应。用这种方法得到的动态磁化率的随机相位近似公式的修正涉及到建立随机相位近似展开的一维理论的多点关联函数。这种"各向异性“微扰理论采取了系统高温膨胀的形式。本文首次将此方法应用于S=1/2立方晶格海森堡反铁磁体的Néel温度的估计。然后将其应用于化合物Cs $_2$ CuCl $_4$,一种具有Dzyaloshinskiii-Moriya各向异性的S=1/2反铁磁体。利用随机相位近似的下一个前导阶,我们确定了临界温度和不可逆性的改进值。尽管这些量的非普适性,计算值与两种化合物的实验值相差不到百分之几。
2001-10-20 cond-mat.str-el
Magnetic susceptibility of frustrated spin-s J1-J2 quantum Heisenberg magnets: High-temperature expansion and exact diagonalization data
受最近几年实验的启发,我们研究了具有任意自旋量子数s的二维J1-J2海森堡模型的磁化率.利用精确对角化和高温10阶展开方法,分析了阻挫强度J2/J1和自旋量子数s对极化率极大值的位置和高度的影响.通过与相应磁性化合物的磁化率测量结果进行比较,可以得到有关J2/J1比值的信息。
2014-01-22 cond-mat.str-el
Magnetic Susceptibilities of Spin-1/2 Antiferromagnetic Heisenberg Ladders and Applications to Ladder Oxide Compounds
本文对自旋S = 1/2的两腿和三腿海森堡阶梯及阶梯氧化物的磁化率随温度的变化进行了理论和实验研究。利用量子蒙特卡罗模拟方法,对具有空间各向异性梯内交换的孤立和耦合两足梯进行了χ(T)的量子模拟.获得了这些和相关文献QMC数据的准确拟合。我们还计算了各向异性孤立的2 × 12阶梯的单磁振子和双磁振子色散关系和动力学自旋结构因子。用LDA+U方法计算了两腿梯形化合物SrCu_2 O_3的交换常数。我们报告的详细晶体结构的SrCu 2 O3和三脚梯形化合物Sr 2Cu 3 O 5。新的实验χ(T)数据报告的两个腿梯形铜酸盐SrCu 2 O 3和LaCuO_{2.5},和(名义上)两个腿梯形钒酸盐CaV 2 O 5和MgV 2 O 5。利用我们的QMC χ(T)模拟拟合对这些化合物和Sr 2Cu 3 O 5的新的和文献χ(T)数据进行建模,从而估计每种材料的自旋-1/2之间的交换耦合常数。铜酸盐化合物中双线性梯内交换常数的空间各向异性非常强,并结合对这种各向异性敏感的其他实验结果进行了讨论。最近的理论预测进行了讨论,包括那些表明,一个四自旋循环交换相互作用内的Cu 4元格是重要的,以确定磁性,并可以显着影响交换相互作用估计的χ(T)数据假设只存在双线性交换。
2000-01-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The two-dimensional frustrated Heisenberg model on the orthorhombic lattice
我们讨论了Tsirlin等人最近在正方形晶格模型的框架下获得的层状钒磷酸盐的新的高场磁化数据。我们的预测的饱和字段比较非常好的实验结果,和强烈弯曲的曲线低于饱和同意非常好的实验场的依赖性。此外,我们讨论了非常好的协议的挫折海森堡模型的正方形晶格上,尽管事实上,该模型描述的化合物实际上有一个较低的晶体对称性。我们提出的结果,从我们的计算热力学模型上的正交(即,矩形)晶格,特别是磁化率的温度依赖性。这种分析也揭示了一类铁磷属元素化物母体化合物的磁挫折和各向异性的讨论,其中提出了几种替代的建议的磁交换模型。
2009-08-24 cond-mat.str-el
Geometrically frustrated Cairo pentagonal lattice stripe with Ising and Heisenberg exchange interactions
受最近发现的一些化合物的启发,例如在一些其它化合物中,以正交晶体结构与$\mathrm{Fe}^{3+}$离子结晶的$\mathrm{Bi}_{2}\mathrm{Fe}_{4}\mathrm{O}_{9}$和遵循Cairo五边形结构模式的铁基氟氧化物${\rm Bi}_{4}{\rm Fe}_{5}{\rm O}_{13}{\rm F}$化合物。我们提出了一个模型的开罗五边形伊辛-海森堡晶格的一个条纹,一个五边形的边缘是不同的,这个边缘将与海森堡交换相互作用,而伊辛交换相互作用将关联的其他边缘。我们研究了零温下的相变,描述了五个相:铁磁相(FM)、二聚体反铁磁相(DFM)、元胞反铁磁相(PAF)、典型反铁磁相(AFM)和两种具有相同能量的阻挫态共存的特殊阻挫相(FRU).为了得到该模型的配分函数,我们使用了传递矩阵方法,并遵循八顶点模型符号。利用这一结果,我们讨论了比热、内能和熵随温度的变化,并在低温极限下观察到了一些意想不到的行为,如由于在一个相互靠近的区域内存在着三个相变(FRU,PAF(AFM)和FM)而导致的反常的比热双峰。因此,低能热激发产生了这种双反常峰,我们还讨论了出现这种双峰曲线的低温极限处的内能。我们的结果的一些性质与二维开罗五边形晶格,以及正交二聚体元格Ising-Heisenberg链进行了比较。
2017-02-12 cond-mat.str-el
Pressure-tuned magnetic interactions in honeycomb Kitaev materials
一系列的蜂窝晶格化合物已被提出和研究的拓扑Kitaev自旋液体的搜索。然而,这些潜在的Kitaev材料的磁哈密顿量中相当大的海森堡相互作用和额外的磁交换允许的各向异性将它们从纯Kitaev自旋液体状态推离。特别是Kitaev-海森堡耦合比在这方面是必不可少的。利用先进的量子化学方法,我们研究了几种蜂窝状化合物(Na $_2$ IrO $_3$,$β$ -Li $_2$ IrO $_3$,和$α$ -RuCl $_3$)的磁耦合比与压力的关系.我们发现,海森堡和Kitaev项的影响不同的均匀压力或应变:Kitaev分量增加更迅速地比海森堡对应。这提供了一种情况,其中施加压力或应变可以稳定这种材料中的自旋液体。
2018-02-04 cond-mat.str-el
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。
2013-07-10 cond-mat.str-el
Large-$s$ expansions for the low-energy parameters of the honeycomb-lattice Heisenberg antiferromagnet with spin quantum number $s$
采用耦合集团方法(CCM),在很高的近似下,研究了蜂窝晶格上自旋- $s$ Heisenberg反铁磁体的基态性质.我们高精度地计算了完整的GS参数集,它充分描述了系统的低能行为,根据有效磁振子场论,即,每个自旋的能量,磁序参量(即,亚晶格磁化强度)、自旋刚度和零场(均匀的、横向的)磁化率,对于范围$\frac{1}{2} \leq s \leq \frac{9}{2}$中的所有自旋量子数$s$值。CCM的数据点被用来计算领先的量子校正的经典($s \rightarrow \infty$)值的这些低能量参数,被认为是大- $s$渐近展开。
2016-01-30 cond-mat.str-el
Dynamical structure factor of the anisotropic Heisenberg chain in a transverse field
本文研究了零温下横向磁场中自旋为1/2的各向异性海森堡链。我们首先通过将精确结果与Dmitriev { \it et al}最近提出的平均场近似相结合来确定动力学结构因子的所有分量,JETP 95,538(2002)。然后,我们转向小的各向异性限制,在其中我们使用场论方法获得精确的结果。我们讨论了我们的结果的相关性,一维海森堡链化合物${\rm Cs_2CoCl_4}$的中子散射实验。
2003-03-27 cond-mat.str-el
Spectrum of short-wavelength magnons in two-dimensional quantum Heisenberg antiferromagnet on a square lattice: third order expansion in 1/S
采用$1/S$展开式,在三阶下计算了正方晶格上二维量子海森堡反铁磁体中短波磁振子的能谱。结果表明,$S=1/2$级数在整个布里渊区收敛很快,但在${\bf k}=(π,0)$点附近,三阶和二阶$1/S$修正的绝对值近似相等.结果表明,三阶修正使${\bf k}=(π,0)$处的类圆局部极小值更深,改善了与该点附近最近的实验和数值结果的一致性。这表明,$1/S$系列收敛缓慢附近${\bf k}=(π,0)$也$S=1$,虽然在这种情况下,由于非常小的高阶$1/S$修正值的频谱重整化将是小的。
2010-05-10 cond-mat.str-el
$J_1-J_2$ Square-Lattice Heisenberg Antiferromagnets with 4$d^1$ spins: AMoOPO$_4$Cl (A = K, Rb)
通过单晶的磁化强度、热容、核磁共振测量,结合粉末中子衍射实验,研究了含Mo $^{5+}$离子的4 $d^1$电子组态的AMoOPO $_4$ Cl(A = K,Rb)的磁性.磁化强度测量表明,它们是自旋为1/2的$J_1-J_2$正方晶格磁体的良好模型化合物,具有第一和第二近邻相互作用。磁性转变观察到在约6和8 K的K和Rb化合物,分别。与正常的Néel型反铁磁有序相反,NMR和中子衍射实验发现每个化合物都有一个柱状反铁磁有序,它由一个占主导地位的反铁磁$J_2$稳定。这两种化合物都实现了两个相互渗透的$J_2$正方形晶格通过$J_1$彼此弱耦合的不寻常情况。
2017-02-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic order and spin excitations in the Kitaev--Heisenberg model on the honeycomb lattice
本文研究了A_2IrO_3(A=Li,Na)化合物的准二维赝自旋1/2Kitaev-Heisenberg模型.自旋波激发谱,亚晶格磁化强度,和过渡温度计算在随机相位近似(RPA)为四个不同的有序相,观察到的参数空间的模型:反铁磁,条纹,铁磁,锯齿形相。的Néel温度和温度依赖性的亚晶格磁化强度进行了比较与实验数据Na 2 IrO 3。
2016-02-05 cond-mat.str-el
High temperature thermodynamics of the honeycomb-lattice Kitaev-Heisenberg model: A high temperature series expansion study
我们发展了蜂窝格点Kitaev-Heisenberg模型的热力学性质的高温级数展开式。给出了Kitaev耦合$K$和Heisenberg交换耦合$J$(含$|J|\le |K|$)的不同值下,均匀磁化率、热容和熵随温度变化的数值结果.这些扩展显示出良好的收敛性下降到$K$的一小部分的温度,在某些情况下下降到$T=K/10$。在Kitaev交换为主的制度,逆磁化率有一个近线性的温度依赖性在很宽的温度范围内。然而,我们表明,已经在温度$10$倍的居里-外斯温度,有效的居里-外斯常数估计的数据可以关闭的一个因素2。我们发现,在短程秩序峰的热容最大值的大小,是小$J/K$比$J$的顺序或大于$K$。我们认为,这本身就代表了一个简单的标记,在这些系统中的Kitaev条款的相对重要性。有些令人惊讶的是,Na $_2$ IrO $_3$的热容量和磁化率数据与占主导地位的{ \it反铁磁} Kitaev交换常数约为$300-400$ $K$一致。
2017-07-04 cond-mat.str-el
High-Temperature Series Expansion for Spin-1/2 Heisenberg Models
本文给出了任意晶格上自旋为1/2的海森堡模型的高温级数展开程序。作为一个例子,我们演示了如何使用的应用程序的各向异性三角形晶格与两个独立的耦合J1和J2和计算的磁化率和静态结构因子的高温系列到第12和第10阶,分别。我们展示了如何提取有效的耦合常数的三角海森堡模型从Cs2 CuBr 4的实验数据。
2016-09-07 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Unconventional Dynamics in Triangular Heisenberg Antiferromagnet NaCrO2
我们报告磁化,比热,μ子自旋旋转和钠NMR测量S=3/2菱面体堆叠海森堡反铁磁体NaCrO 2。这种化合物似乎是一个理想的候选人的三角海森堡反铁磁体的研究与非常弱的层间耦合。比热和磁化强度的测量表明在40-46 K范围内发生了相变,μ子自旋旋转和NMR都揭示了在T_c以下的波动区域,在30 K附近有弛豫率1/T1的峰值。这一新发现的背景下,在三角形海森堡反铁磁体的激发进行了讨论。
2006-10-23 cond-mat.str-el
Decomposition of the spin-1/2 Heisenberg chain compound Sr2CuO3 in air and water: An EPR and magnetic susceptibility study of Sr2Cu(OH)6
Sr 2CuO 3与空气和液态水的反应进行了研究,以解决报告的变量Curie-Weiss杂质贡献的这种化合物在低温下的磁化率X的起源。发现Sr 2CuO 3在暴露于这些环境中的任一种时分解。化合物Sr 2Cu(OH)6被鉴定为主要反应产物。然后单独制备Sr 2Cu(OH)6的纯样品。电子顺磁共振(EPR)、等温磁化强度与磁场M(H)和X与温度T的测量结果表明,Sr 2Cu(OH)6含有弱相互作用的Cu+2磁矩,自旋S = 1/2,平均g因子为2.133。根据居里-外斯定律对X(T)的拟合和修正的布里渊函数对M(H)等温线的拟合,发现相邻Cu+2自旋之间的交换相互作用为J/kB = -1.06(4)K,为弱反铁磁相互作用。我们的研究结果表明,以前报道的,强烈的样品依赖性,居里-外斯贡献的多晶Sr 2CuO 3样品的X(T)最有可能是由于暴露的样品在空气中,导致在样品的表面上的顺磁性Sr 2Cu(OH)6的可变量。
2001-12-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermal expansion of the quasi two-dimensional magnetic layered compound BaNi$_{2}$V$_{2}$O$_{8}$ under magnetic fields along c-axis
利用高分辨热膨胀研究了准二维磁性BaNi $_{2}$ V $_{2}$ O $_{8}$在沿c轴方向施加的高达10 T的磁场中的热膨胀。在10 T时,观察到三维反铁磁有序温度$T_N$略微增加约1%. $T_N$的正压和负压依赖性分别从沿$a$ -和$c$ -轴施加的压力的热膨胀$α(T)$推断。
2006-06-07 cond-mat.str-el
The Spin-1 Heisenberg Antiferromagnet: New Results from Series Expansions
计算了正方晶格上具有易轴和易面单格点各向异性的$S = 1$海森堡反铁磁体的基态性质(能量、磁化强度、磁化率)和单粒子能谱。在系统的三个阶段中的每一个阶段中使用级数展开,以获得系统和准确的结果。确定了量子相变在易平面扇区中的位置。结果与自旋波理论进行了比较。
2008-04-08 cond-mat.other cond-mat.str-el
Series expansion studies of the $J_1$-$J_2$-Heisenberg bilayer
本文研究了正方晶格上受抑的$J_1$ - $J_2$ Heisenberg模型的双层结构。从二聚体的限制在强层间耦合,我们使用微扰连续么正变换,基于流方程方法进行系列展开,以确定光谱的两个三重子部门。从一个三重子色散,我们得到量子临界线从二聚体相过渡到Néel或共线磁序。对于低到中等的挫折,这些过渡与现有的研究结果是一致的,根据磁相。在最强的挫折,即$J_2/J_1\sim 0.5$的区域,我们提供了预期的单层量子自旋液体对有限层间耦合的稳定性的估计。在两个三重子扇区中,我们发现了一组定义良好的(反)束缚态,它可以根据总自旋和面内旋转对称性进行分类。对于消失的挫折,这些国家同意以前的级数展开分析。对于$J_2/J_1\gtrsim 0.5$,我们提供的证据,一个三重子和两个三重子单重态的近距离凝聚,这表明二聚体和共线状态之间,额外的阶段可能会干预。
2023-02-22 cond-mat.str-el
Thermodynamics and phase transitions for the Heisenberg model on the pinwheel distorted kagome lattice
本文研究了在Rb_2Cu_3SnF_12材料中观察到的风车形畸变kagome晶格上的海森堡模型。实验相关的热力学性质在有限的温度下计算利用数值连接集群的扩展。我们还发展了一个基于Lanczos的零温度数值关联团簇展开,研究了风车扭曲晶格对均匀kagome晶格海森堡模型的逼近。我们发现了强有力的证据,相变之前,达到统一的限制,这意味着基态的kagome格点海森堡模型可能不是风车二聚化,是稳定的有限风车二聚化扰动。
2011-12-19 cond-mat.str-el
Contrasting Magnetic Structures in SrLaCuSbO$_{6}$ and SrLaCuNbO$_{6}$: Spin-1/2 Quasi-Square-Lattice $J_1 {-} J_2$ Heisenberg Antiferromagnets
报道了双钙钛矿结构SrLaCuSbO $_6$(SLCSO)和SrLaCuNbO $_6$(SLCNO)的磁性.这两种化合物的磁化率的温度依赖性示出了$S\,=\,1/2$正方形晶格海森堡反铁磁体的宽的最大特性。磁有序发生在$T_{\rm N}\,{=}\,13.6$和15.7 K的SLCSO和SLCNO,分别。中子粉末衍射测量揭示了这两种化合物的对比自旋结构。在$T_{\rm N}$以下的SLCSO和SLCNO的自旋结构分别为Néel反铁磁和共线反铁磁。这一结果表明,最近邻相互作用在SLCSO中占主导地位,而次最近邻相互作用在SLCNO中占主导地位。在3.5 K时,SLCSO的有序矩的大小为$m\,{=}\,0.39(3)\,μ_{\rm B}$,SLCNO的有序矩的大小为$0.37(1)\,μ_{\rm B}$,这两个值明显小于线性自旋波理论计算的值。我们推测,小的有序矩是由Sr和La离子的位置无序引起的交换键随机性的影响所造成的。
2022-01-10 cond-mat.str-el
The electronic structure of CuSiO3 - a possible candidate for a new inorganic spin-Peierls compound ?
电子结构计算的著名的CuGeO 3和最近发现的同构CuSiO 3化合物。分散在链方向的幅度是相当小的CuSiO 3,而主要的链间耦合是相当相似的两种化合物。从扩展的一个带紧束缚模型拟合的能带结构,交换积分估计的空间各向异性海森堡模型方面的两种化合物。显着令人沮丧的第二个邻居耦合被发现内和链间的相互作用。预测CuSiO 3在Neel态的磁矩约为0.35 Bohr磁子。
2000-04-14 cond-mat.str-el
Tenth-order high-temperature expansion for the susceptibility and the specific heat of spin-s Heisenberg models with arbitrary exchange patterns: Application to pyrochlore and kagome magnets
本文给出了具有任意交换模式和任意自旋量子数s的海森堡模型的比热C的10阶高温膨胀和均匀磁化率χ.我们编码的算法在C++程序,允许得到明确的HTE系列具体海森堡模型。我们应用我们的算法烧绿石铁磁体和kagome反铁磁体使用几个Padé近似的HTE系列。对于烧绿石铁磁体,我们利用热膨胀系数χ的数据估算了居里温度T_c随自旋量子数s的变化。我们发现,虽然两种晶格的配位数相同,但T_c比简单立方晶格的T_c小。对于戈薇反铁磁体,自旋量子数s对磁化率的影响作为重整化温度T/s(s+1)的函数,在温度低至T/s(s+1)\sim 0.3时相当弱。另一方面,比热作为T/s(s+1)的函数明显取决于s。当增加s时,C(T)中的特征最大值单调地移动到T/s(s+1)的较低值。
2014-01-20 cond-mat.str-el