Nonrelativistic Multiferroicity in the Nonstoichiometric Spin s=1/2 Spiral Chain Cuprate LiCu2O2
我们认为,最近观察到的令人困惑的多铁性行为在s=1/2一维链铜酸盐LiCu 2 O2与边缘共享安排的CuO 4的斑块和无公度的螺旋自旋有序可以一致地解释,如果考虑到非相对论交换诱导的电极化的强度上的Cu 2+中心取代的位置原生的Cu 1+离子。这些取代中心被证明是自旋不可逆性和磁场效应的有效探针。
2008-01-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multiferroicity due to nonstoichiometry in the chain cuprate LiVCuO_4
最近在s=1/2链状CuVO_4(LiCuVO_4)中观察到的多铁性行为与现有的自旋电流理论不一致,其中CuVO_4具有共边的CuO_4片晶和螺旋自旋有序。我们认为,如果考虑到链外Cu^2+中心取代Li-离子的交换诱导电极化的强度,这种效应可以得到一致的解释。这些取代中心被证明是自旋不可逆性和磁场效应的有效探针。
2008-01-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Helical multiferroics for electric field controlled quantum information processing
螺旋多铁性中的磁电耦合允许用电场来操纵自旋次序。从理论上证明了在螺旋多铁性链中,量子信息处理和量子相位对电场高度敏感。施加电场,可以增加量子态转移保真度并使其方向相关。我们还发现,E场使自旋1/2的受抑铁磁链的自旋密度波相或多极相转变为具有强磁电耦合的手征相。我们发现在电场的驱动下,纠缠谱发生了急剧的重组,并且在从手性态到手性态的伊辛量子相变中保真度磁化率得到了很大的增强。这些发现为低功耗的量子信息指明了新的工具。
2013-11-14 cond-mat.str-el
Existence of a critical canting angle of magnetic moments to induce multiferroicity in the Haldane spin-chain system, Tb2BaNiO5
我们报告了一个不寻常的倾斜磁性由于3d和4f电子,占据两个不同的晶体学网站,其后果的电偶极子秩序。这是基于对Tb 2BaNiO 5(正交晶系,Imm中心对称空间群)的中子粉末衍射测量,在(TN)63 K以下表现出Neel级,以理解25 K以下的多铁性行为。磁结构是由Ni和Tb的磁矩,这被发现是相互倾斜的,在整个温度范围内低于TN,虽然共线被认为是在每个子晶格,如在过去已知的。第一性原理密度泛函理论计算(GCA + SO和GCA + U + SO近似)支持这样一个倾斜的基态。有趣的发现,这里报道的是,有一个突然增加,在这个Tb-Ni的相对角在温度(即,在25 K),在自发的电极化的强度集,与键距和邦格角异常。这一发现强调了需要一个新的自旋驱动的极化机制,即,一个临界的倾斜角加上exchangestriction,在磁性绝缘体与倾斜自旋诱导多铁性。
2019-02-11 cond-mat.str-el
The magnetoelectric coupling in the multiferroic compound LiCu2O2
本文研究了锯齿形自旋链多铁性LiCu_2O_2化合物的铁电性和磁性之间可能的耦合类型。基于群论分析,我们构造了一个多序参量的唯象模型。从我们的计算中,我们得出结论,涉及链间的磁结构和铁电性的耦合是必要的,以了解Park等人的实验结果。我们提出的模型是能够占的电极化的强度触发器中存在的外部施加的磁场。此外,基于我们的理论模型,我们可以作出具体的选择规则预测存在于LiCu2O2系统中的电磁振子激发。我们还预测,在交流电导率测量中测得的电磁振子峰是场相关的。
2008-05-01 cond-mat.str-el
Rigorous determination of the ground-state phases and thermodynamics in an Ising-type multiferroic Ca3CoMnO6 chain
为了理解多铁性Ca 3CoMnO 6化合物的共线磁驱动铁电性,我们建立了一个具有轴向次近邻相互作用的弹性双原子Ising自旋链模型来描述其磁电性质.采用磁-声子解耦和转移矩阵方法,精确地确定了系统可能的基态构型和热力学行为。从基态组态的角度对计算结果进行了分析,并与实验数据进行了详细的比较。讨论了出现电极化的强度的参数关系。我们的数据表明,最近邻自旋对之间的磁耦合是反铁磁而不是铁磁的。在外加磁场的驱动下,系统经历了从up-up-down-down自旋组态到具有1/3磁化平台的up-down-up自旋组态,再到up-up-up-down自旋组态,最后在up-up-up-up自旋组态处饱和的一系列转变.
2015-08-28 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Many-body localization phase in a spin-driven chiral multiferroic chain
多体局域化(MBL)是关联量子系统中的一个重要阶段,在量子信息领域有着重要的应用。在这里,我们揭示了这个阶段的存在和分析手征多铁性模型系统。常规地,通过实施标准的有限尺寸标度过程经由水平统计来跟踪MBL发生。在这里,我们提出了一种方法的基础上相邻的能量间距的比率的全分布。我们发现一个强大的扩大直接在过渡点从MBL到遍历阶段的这些水平间距的计数的直方图。展宽信号可靠的过渡点,而不依赖于平均过程。即使对于相对较小的系统,直方图的快速收敛也允许用更少的计算工作量来监测MBL动态。数值计算了具有动态Dzyaloshinskii Moriya(DM)相互作用的手征自旋链,建立了描述单相自旋驱动多铁性系统中自旋激发的模型。的多铁性MBL相被揭露,它是如何通过电场引导它。
2017-08-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Chiral order and electromagnetic dynamics in one-dimensional multiferroic cuprates
我们表明,通过无偏的数值计算,铁磁最近邻交换相互作用稳定的矢量自旋手征顺序对量子涨落在一个挫折自旋1/2链相关的多铁性铜酸盐,LiCu 2 O2和LiCuVO 4。我们的现实半经典分析LiCu 2 O2解决争议的螺旋磁结构和揭示的伪Nambu-Goldstone模式的起源实验观察到的电磁振子。
2010-11-24 cond-mat.str-el
Multiferroicity in a spin-chain compound, Tb2BaCoO5, with exceptionally large magnetodielectric coupling in polycrystalline form
我们报告的详细调查结果的磁化强度,热容量,介电,热电流,和磁(双)电测量Tb2BaCoO5,属于迄今为止未开发的自旋链钴酸盐家族,R2BaCoO5(R=稀土)。磁性测量表明,该化合物在(T_N=)18.8 K处发生反铁磁转变,在T_N以下40 kOe以上存在自旋重取向。作为温度和磁场的函数测量的介电和热电流数据确定该化合物是II型多铁性材料。我们想强调的最有趣的发现是,观察到的值的磁介电效应超出变磁过渡场是最大的(接近55%,低于10 K,H= 100 kOe)有史以来报道的多晶化合物在散装形式,从而提供了一个希望,找到一个单相多晶化合物在室温下,使应用程序的便利。
2018-06-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Photo-creating supercooled spiral-spin states in a multiferroic manganite
我们表明,ab-螺旋自旋顺序的磁电多铁性Eu0.55Y0.45MnO3的动力学可以明确地探测通过光学二次谐波信号,通过自旋诱导铁电极化产生。在相对弱的光激发的情况下,铁电体和螺旋自旋顺序保持联锁,都通过自旋晶格弛豫在非平衡态弛豫。当照射样品的附加光脉冲足够强以热诱导局部相变时,系统通过ab-和bc-螺旋之间的一级相变的过冷产生bc-螺旋-自旋序的亚稳态(具有电极化的强度P//c)。在ab-螺旋(P//a)的自旋基态中形成bc-螺旋自旋的过冷态,表现出较长的寿命,并对沿a轴的磁场有很强的依赖性.观察到的两个不同的多铁性状态之间的光开关揭示了新的光诱导现象的螺旋自旋多铁性。
2016-06-25 cond-mat.str-el
3:1 magnetization plateau and suppression of ferroelectric polarization in an Ising chain multiferroic
在高达33 T的磁场中研究了铁电伊辛链磁体Ca $_3$ Co $_{2-x}$ Mn $_x$ O $_6$($x\simeq$ 0.96)。磁化和中子散射测量揭示了连续的变磁跃迁从零场$\uparrow \uparrow \downarrow \downarrow$自旋配置的$\uparrow \uparrow \uparrow \downarrow$状态与一个广泛的磁化平台,然后到$\uparrow \uparrow \uparrow \uparrow$状态。在这些高原的滞后的情况下揭示了一个有趣的链内状态和三维几何阻挫磁系统之间的耦合。在$\uparrow \uparrow \downarrow \downarrow$状态中被破坏的反转对称性在$\uparrow \uparrow \uparrow \downarrow$状态中被恢复,导致由对称超交换驱动的电极化的强度的完全抑制。
2008-12-19 cond-mat.other cond-mat.str-el
Studies of Multiferroic System LiCu2O2 I Sample Characterization and Relationship between Magnetic Properties and Multiferroic Nature
单晶样品的LiCu 2 O2与自旋1/2 Cu 2+链的边共享CuO 4正方形平面(带状链),其特征在于通过X射线衍射,热重分析,和磁性测量。既没有发现原子缺陷,也没有发现Cu和Li原子的混合,这表明可以排除晶格缺陷被认为是报告的多铁性行为的可能起源。在比热和中子磁布拉格反射数据中发现的异常清楚地表明,该系统在TN 1 =24.5 K和TN 2 =22.8 K处具有连续的磁转变。基于中子散射和~ 7 Li-NMR测量的结合研究确定的中间相(TN_2 <T<TN_1)和低温相(T<TN_2)的磁结构,我们可以一致地理解这样一个事实,即通过考虑现有的理论,仅在TN_2以下观察到多铁性。
2009-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Density Functional Theory Characterization of the Multiferroicity in Spin Spiral Chain Cuprates
基于自旋轨道耦合的密度泛函理论,通过计算螺旋磁体LiCu 2 O2和LiCuVO 4的自旋螺旋态电极化的强度,研究了螺旋磁体LiCu 2 O2和LiCuVO 4的铁电性.我们的工作明确地揭示了自旋-轨道耦合是铁电性的主要贡献来自于Cu位上的自旋-轨道耦合,但导致电极化的强度的非对称密度分布主要发生在O原子周围。计算的电极化的强度是大得多的ab-比bc-平面自旋螺旋。观察到的自旋螺旋平面被发现是一致的观察方向的电极化的强度的LiCuVO 4,但不一致的LiCu 2 O 2。
2007-11-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pulse and quench induced dynamical phase transition in a chiral multiferroic spin chain
研究了手征多铁性链中磁序的量子动力学。我们考虑两种不同的情况:超短太赫兹(THz)激发或突然的电场淬火。执行分析和数值精确对角化计算,我们跟踪脉冲诱导的自旋动力学和提取的数量是相关的量子信息处理。特别地,我们分析了系统的手征性、冯诺伊曼熵、两体纠缠和多体纠缠的动力学性质。如果所产生的状态的特征频率是不相称的,则发生对并发的部分损失。随着系统规模的增加,这种影响变得更加明显。许多粒子的纠缠和手征是鲁棒的,并且在无公度相位中持续存在。为了分析猝灭和脉冲动力学的动力学量子跃迁,我们结合了整体函数的Weierstrass分解技术和Lanczos精确对角化方法。对于一个小系统,我们得到了解析结果,包括率函数的Loschirton回波。精确的数值计算系统高达40自旋确认相变。近年来,猝灭诱导动力学相变得到了广泛的研究.在这里,我们表明,相关的动态转变可以实现和控制适当的电场脉冲。
2016-07-29 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Bond distortion effects and electric orders in spiral multiferroic magnets
本文基于团簇和链状模型研究了键畸变对螺旋多铁性磁体电极化的强度的影响。键畸变破坏了反转对称性,并改变了$d$ - $p$杂化。因此,它将影响电极化的强度,可分为自旋电流部分和晶格介导部分。自旋电流极化可用$\vec{e}_{i,j}\times(\vec{e}_{i}\times\vec{e}_{j}) $表示,晶格介导极化仅在M-O-M键畸变时存在。计算了三原子M-O-M和四原子M-O $_{2}$ -M团簇的电极化的强度。我们还研究了由不同团簇组成的三种链中可能的电有序。我们将理论应用于多铁性铜氧化物,发现结果与实验观察一致。
2012-06-24 cond-mat.other cond-mat.str-el
Dielectric and multiferroic behavior in a Haldane spin-chain compound Sm2BaNiO5 due to an interplay between crystal-field effect and exchange interaction
本文研究了在55 K附近具有反铁磁有序的Half自旋链(S=1)绝缘化合物Sm_2BaNiO_5的复介电常数、磁介电和热释电流随温度(T)的变化。为了使有意义的讨论,交流和直流magnetizatioin和热容量的研究结果也报告。(1)在T_N附近有一个热释电流峰,但它不是由铁电性引起的,而可能是由“热激退极化电流”引起的,而不象在T_N或T_N以上报道的许多稀土系列的其他成员那样具有铁电性;(ii)然而,在存在偏置电场的情况下测量的热电流(在零电场中冷却后)以及介电常数在22 K附近显示出随T增加的弱峰。已知Kramers双态的交换分裂激发态的布居发生的温度。这一发现表明,这种化合物提出了一种新的情况下,多铁性是由晶体场效应和交换相互作用之间的相互作用引起的。没有multiglass功能可以观察到低于2 K,不像这个家庭的许多成员。
2017-08-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Studies of Multiferroic System of LiCu2O2 II Magnetic Structures of Two Ordered Phases with Incommensurate Modulations
用中子衍射和~ 7 Li-NMR确定了LiCu_2 O_2多铁性体系,该体系在一个晶胞中有四条共边的CuO_4正方形平面链(带状链)。我们证实了在TN_1 = 24.5K和TN_2 = 22.8K时存在连续的磁跃迁。在TN 1和TN 2之间的T区域中,链内的Cu 2+离子的准一维自旋(S=1/2)具有共线和正弦调制结构,Cu矩平行于c轴,调制矢量沿b轴。在T <TN ~ 2时,发现了具有无公度调制的椭球螺旋自旋结构,给出了详细的参数,描述了四条带链的调制幅度、螺旋轴矢量以及调制的相对相位,可以很好地再现NMR和中子在两种磁有序相位中的结果。这一相当精确的磁结构的发现,使我们能够讨论磁结构之间的关系和本系统在零磁场的多铁性的性质,在我们的同伴文件(文件I),并打开一种方式来理解报告的电极化的强度下的有限磁场。
2009-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Structural, magnetic, electric, dielectric, and thermodynamic properties of multiferroic GeV4S8
空位尖晶石GeV_4S_8在30 K附近的Jahn-Teller转变处经历轨道有序和铁电有序,在14 K以下表现出反铁磁有序。除了这种轨道驱动的铁电性之外,空隙尖晶石是一种有趣的材料类别,因为钒离子形成V4簇,代表具有共同电子分布和明确定义的分子状态能级方案的稳定分子实体,导致每个V4分子具有独特的自旋状态。在这里,我们报告详细的X射线,磁化率,电阻率,热容量,热膨胀,和介电结果来表征这种有趣的材料,它也表现出很强的电子相关性的结构,电,介电,磁和热力学性质。从磁化率,我们确定一个负居里-外斯温度,反铁磁交换和顺磁矩接近自旋S = 1的V4分子团簇的指示。低温热容量为能隙磁振子激发提供了实验依据。从熵释放,我们得出结论,磁序和晶格畸变之间的强相关性。此外,在相变观察到的异常也表明结构和电子自由度之间的强耦合。利用介电谱,我们发现在极性Jahn-Teller转变的显着的色散效应的发病。随着自旋序的开始,色散再次被完全抑制。此外,介电常数和比热的温度依赖性可能表明轨道和极性顺序的顺序出现。
2016-10-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Optical spectra, crystal-field parameters, and magnetic susceptibility of the new multiferroic NdFe3(BO3)4
本文报道了在磁有序温度TN = 33 K以下具有巨磁电效应的NdFe_3(BO_3)_4三角单晶的高分辨吸收光谱。的温度相关的偏振光谱的分析揭示了能量,并在某些情况下,对称性和交换分裂的Nd 3 + 84 Kramers的双重。我们从交换电荷模型开始进行晶体场计算,获得一组六个真实的晶体场参数,并计算波函数和磁g因子。特别地,对于Nd ~(3+)基态二重态,g(垂直)= 2.385,g(平行)= 1.376。利用实验测得的Nd ~(3+)基态分裂为8.8 cm ~(-1),我们分别得到了在液氦温度下Nd ~(3+)位的局部有效磁场和Nd-Fe交换积分的Bloc=7.88 T和|JFN| = 0.48 K。为了检查我们的一组晶体场参数的可靠性,我们从文献中的磁化率数据建模。在平均场近似下,考虑了硼酸铁的准一维性质,认为是由螺旋链中两个最近邻铁离子组成的二聚体引起的。用拟合得到的Fe ~(3+)离子交换参数Jnn =-6.25K(链内相互作用)和Jnn =-1.92K(链间相互作用)计算结果与实验值吻合较好。
2007-03-21 cond-mat.str-el
Muon-spin relaxation and heat capacity measurements on the magnetoelectric and multiferroic pyroxenes LiFeSi2O6 and NaFeSi2O6
两个辉石化合物LiFeSi2O6和NaFeSi2O6的μ子自旋弛豫和热容测量的结果表明,尽管其潜在的结构相似的磁有序是相当不同的。在LiFeSi2O6中,在TN以下观察到单个μ子旋进频率,这与热容量和相称的磁结构中TN处的单峰一致。在外加磁场中,热容峰一分为二。相比之下,对于天然NaFeSi2O6,在零磁场下观察到多铁性,观察到快速的高斯去极化,表明磁性结构更复杂。合成NaFeSi2O6显示出单一的μ子旋进频率,但具有比锂化合物大得多的阻尼率。热容量测量再现以前从其他技术得到的相图,并表明磁熵主要与准一维Fe 3+链中的相关性的建立有关。
2010-02-08 cond-mat.str-el
Strong spin-lattice coupling in multiferroic HoMnO$_{3}$: Thermal expansion anomalies and pressure effect
从a轴和c轴的热膨胀测量中得到了多铁性HoMnO_3中强自旋-晶格耦合的证据。磁弹性效应导致在反铁磁(T_N)和自旋旋转(T_{SR})转变温度下的热膨胀系数出现相当大的异常,以及在室温以下出现负的c轴膨胀系数。在T_N以下,磁序与介电性质之间的耦合可以用磁弹效应引起的晶格应变来解释。在T_{SR}处,各种物理量显示出与一阶相变在热力学上一致的不连续性。
2005-01-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Long-Range Magnetic Interactions in the Multiferroic Antiferromagnet $\rm MnWO_4$
用高分辨非弹性中子散射测量了多铁性$\rm MnWO_4$在低温共线公度相中的自旋波激发。这些激发可以很好地描述海森堡模型与竞争的长程交换相互作用和单离子各向异性项。Z形自旋链中沿c轴的磁相互作用和沿a轴的链间磁相互作用均强烈受挫,而沿b轴的自旋耦合则弱得多。这些相互作用的平衡导致与磁电效应相关的非共线无公度自旋结构,并且磁相互作用的扰动导致观察到的化学掺杂材料的丰富相图。这种微妙的平衡也可以通过施加外部电场或磁场来调节,以实现对这种类型材料的磁电控制。
2011-04-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Robust Ferroelectric State in Multiferroic Mn$_{1-x}$Zn$_x$WO$_4$
我们报道了多铁性化合物Mn $_{1-x}$ Zn $_x$ WO $_4$中的铁电态。磁性Mn $^{2+}$被磁性Zn $^{2+}$取代减少了磁交换,并提供了对MnWO $_4$的各种磁性和多铁性状态的控制。仅5%的Zn取代导致受抑共线(顺电)低温相的完全抑制。螺旋形的磁性和铁电相发展为基态。多铁性状态在超过50%的高取代水平下是稳定的。研究了Mn $_{1-x}$ Zn $_x$ WO $_4$单晶的磁性、热力学、介电性质以及铁电极化,并对x=0.5以下的取代度进行了研究.在单晶中子散射实验中鉴定了磁相。铁电极化与螺旋相的无公度峰的中子强度成比例。
2011-01-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quasi-one-dimensional antiferromagnetism and multiferroicity in CuCrO$_4$
通过磁化率、热容、光谱、EPR和介电电容测量以及链内和链间自旋交换相互作用的密度泛函分析,研究了新型准一维海森堡反铁磁体CuCrO $_4$的体磁性质.我们发现了低于8.2(5)K的Néel温度的II型多铁性,这是由反铁磁最近邻($J_{\rm nn}$)和次最近邻($J_{\rm nnn}$)链内自旋交换相互作用引起的。实验和理论结果表明,比率$J_{\rm nn}/J_{\rm nnn}$接近2,将CuCrO $_4$置于Majumdar-Ghosh点附近。
2011-06-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Unravelling the complex magnetic structure of multiferroic pyroxene NaFeGe2O6: A combined experimental and theoretical study
通过中子粉末衍射、热力学测量、密度泛函能带结构计算和蒙特卡罗模拟,系统地研究了多铁辉石NaFeGe 2 O 6的磁序和磁模型.冷却后,NaFeGe 2 O 6首先揭示了一维自旋自旋相关的顺磁状态下低于约50 K,揭示了磁漫散射。在13 K时,自旋沿a方向的正弦自旋密度波开始出现,在11.6 K以下,自旋位于(ac)平面内的摆线结构出现。在微观上,最强的磁耦合沿着结构链J_(1 ' 12)K,这可能与一维自旋-自旋关联有关。链间耦合J2 ' 3:8 K和J3 ' 2:1 K在能量上很好地平衡和竞争,从而产生与其他过渡金属辉石形成鲜明对比的无公度有序,其中一种类型的链间耦合占主导地位。NaFeGe_2O_6的磁性模型进一步完善了沿α方向的弱单离子各向异性。我们的研究结果解决了早期的争议,关于在NaFeGe 2 O 6的磁秩序,并建立相关的对称性的磁结构。这些结果,结合对称性分析,使我们能够确定在该化合物的磁电耦合的可能机制。我们还阐明了辉石中无公度磁序形成的微观条件。
2018-08-31 cond-mat.str-el
Analysis of magnetization and a spin state crossover in the multiferroic Ca$_3$Co$_{2-x}$Mn$_x$O$_6$
Ca_3 Co_{2-x} Mn_xO_6(x ~ 0.96)是一种具有Co(2+)和Mn(4+)交替自旋链的多铁性材料。由于高温X射线吸收(S=3/2)和低温中子(S=1/2)测量之间的差异,Co(2+)的自旋状态仍然没有得到解决。使用磁建模和晶体场分析相结合,我们表明,现有的低温数据不能调和内的高自旋的情况下,调用自旋轨道或Jahn-Teller扭曲。为了统一的实验结果,我们提出了一个自旋态交叉与具体的实验预测。
2010-05-07 cond-mat.other cond-mat.str-el
An Effective Model of Magnetoelectricity in Multiferroics $RMn_2O_5$
本文提出了一个有效的模型$RMn_2O_5$来解释多铁性材料的相图和磁电耦合机制。我们表明,在$RMn_2O_5$的磁电耦合的性质是两个伊辛型订单之间的耦合,即,铁电秩序在b轴,和两个阻挫反铁磁链之间的耦合磁秩序。受抑的磁结构驱动系统到一个无公度的相变,这可以被理解为一个共线或共面之间的竞争秩序源于“秩序无序”机制和手征对称性秩序。计算了低能激励,分析了外加磁场对低能激励的影响。预测了在无公度相的电磁振子谱的独特特征。
2007-03-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Destruction of multiferroicity in Tb2BaNiO5 by Sr doping and its implication to magnetoelectric coupling
具有两个反铁磁转变的Haldrons自旋链化合物Tb_2BaNiO_5,一个在T_1 =63K,另一个在T_2 =25K,最近被我们证明是一个奇异的多铁性低于T_2。在这里,我们报告的结果,我们的调查Sr掺杂在Ba网站的磁化强度,热容量,磁电(MDE),和热电流测量。一个有趣的发现,我们强调的是,铁电性丢失,即使在10原子百分比的掺杂水平,虽然磁有序占上风。然而,掺杂的标本保留显着的磁介电行为,但减少的幅度和定性的变化相对于母体化合物的行为。这意味着,铁电秩序也是至关重要的巨大MDE的母体化合物,除了4f单离子各向异性的作用。
2019-07-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic and Dielectric Properties in Multiferroic Cu3Mo2O9 under High Magnetic Fields
研究了高磁场作用下Cu 3 Mo 2 O 9单晶的磁性和介电性能。这种多铁性化合物具有扭曲的四面体自旋链。准一维效应和几何自旋阻挫效应预计将同时出现。在高达74 T的脉冲磁场下测量了磁电流和微分磁化强度。我们还测量了在高达23 T的静态场下的电极化的强度与电场曲线/回路。介电性质在磁场处发生变化,在磁化曲线中观察到磁化跳变。此外,在高磁场下发现磁化平台。
2013-11-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermodynamics of spinless fermion on triangular plaquettes or tetrahedral chain
因署名缺失,文章修改稿件后将发布新版。
2018-05-23 cond-mat.str-el
Stabilization of the multiferroic spin cycloid in Ni$_3$V$_2$O$_8$ by light Co-doping
我们提出了宏观和中子衍射数据的多铁性轻掺杂Ni $_3$ V $_2$ O $_8$。掺杂Co到母体化合物中抑制了四个磁性相变的顺序,并且可以观察到仅两个磁性有序相,顺电高温无公度(HTI)和铁电低温无公度(LTI)。有趣的是,具有螺旋(摆线)磁性结构的LTI多铁性相被稳定到至少1.8 K,这可以通过测量电极化的强度来揭示,并通过单晶样品上的中子衍射来证实。所提取的LTI相位的磁矩除了包含主交换之外,还包含对称性所允许的摆线的精细分量,这导致由于混合表示的位置相关对称性而导致沿着摆线传播的磁矩的小幅度变化。在HTI阶段,可以推导出脊柱磁矩的有限虚部,从而产生自旋摆线,而不是对于不同的脊柱自旋链具有相反的自旋手征的纯正弦结构。在这两个阶段中的交叉结网站的磁性排序是不同的,在纯Ni化合物中的相应的。与Ni $_3$ V $_2$ O $_8$相比,已经观察到HTI相的更宽的温度稳定性范围,这可以通过由于Co掺杂而导致的额外的单离子易轴各向异性来解释。Co掺杂的化合物的较大的不相容性在竞争的次近邻和最近邻相互作用之间产生较大的比率,与母体化合物中的0.39相比,对于7%(10%)Co的掺杂水平,该比率为$J_2/J_1$ =0.43(0.47)。
2013-10-16 cond-mat.str-el
Thermodynamics of an Ising-like XXZ chain in a longitudinal magnetic field in the framework of the Quantum Transfer Matrix approach
以Ising链为参考模型,导出了具有强易轴各向异性的Heisenberg-Ising链自由能量密度的微扰表达式。所有的计算都是在量子转移矩阵方法的基础上进行的。所得结果与直接高温膨胀法一致。当量子涨落弱于热力学涨落时,这也与低温下团簇膨胀的特殊子区相一致。
2021-09-21 cond-mat.str-el
Thermodynamic Density Matrix renormalization Group Study of the Magnetic Susceptibility of Half-integer Quantum Spin Chains
结果表明,White的密度矩阵重整化群技术可以用来获得热力学量。作为例子,计算了海森堡自旋链S=1/2和S=3/2的磁化率.进行仔细的有限尺寸分析以确定结果可靠的温度范围。对于S=1/2的链,与精确的Bethe anomaly曲线的比较显示了在1%以内的一致性,直到T=0.05J。
1996-10-22 cond-mat.str-el
Anisotropic dielectric and ferroelectric response of multiferroic LiCu2O2 in magnetic field
LiCu_2O_2是第一个被报道的多铁性铜酸盐,其铁电性是由基态复杂的磁有序引起的,至今仍存在争议。在此,我们生长了几乎非孪晶的高质量LiCu_2O_2单晶,并系统地研究了它们在外磁场中的介电和铁电行为。在不同磁场中观察到的高度各向异性的响应显然与流行的bc平面或ab平面摆线自旋模型相矛盾。我们的观察提供了强有力的证据,支持一个新的helmagnetic图片中,正常的自旋螺旋平面是沿着对角线的CuO 4广场,形成准一维自旋链的边缘共享。进一步的分析表明,自旋螺旋在基态是椭圆形的,在中间态的c轴共线SDW模型是适用的,一些适当的修改。此外,我们的研究表明,介电和铁电测量可以作为探针的表征复杂的自旋结构的多铁性材料,由于它们的磁和电有序之间的密切联系。
2012-02-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Structural dimerization in the commensurate magnetic phases of NaFe(WO$_4$)$_2$ and MnWO$_4$
用中子衍射研究了结构相关的MnWO $_4$和NaFe(WO $_4$)$_2$的结构畸变和由公度磁性引起的磁弹耦合。这两个系统表现出的竞争的无公度螺旋和相称的自旋向上向上向下的顺序沿磁链。在后者的相称的阶段,交替平行和反平行排列的Fe $^{3+}$分别Mn $^{2+}$的时刻导致相当大的键角调制,从而磁二聚。对于NaFe(WO $_4$)$_2$,这种结构畸变已被确定为对于低场上-上-下-下排列是最强的,并且结构细化产生$\pm 1.15(16)$度的键角调制。在MnWO $_4$的相称的阶段,超结构反射信号可比的结构二聚化,从而强磁弹性耦合不同的驱动多铁性秩序。在MnWO $_4$的无公度和多铁性相中,显著的非谐二阶和三阶反射来自于可以depin多铁性畴的微小公度部分。
2020-09-08 cond-mat.str-el
The complex multiferroic phase diagram of Mn$_{1-x}$Co$_x$WO$_4$
通过磁性、热容和极化实验研究了Mn $_{1-x}$ Co $_{x}$ WO $_4$单晶的完整磁性和多铁性相图。我们发现,铁电极化$\overrightarrow{P}$在多铁性状态突然改变其方向后,增加Co含量,x两次。当x $_{c1}$ =0.075时,$\overrightarrow{P}$从$b-$轴旋转到$a-c$平面,当x $_{c2}$ =0.15时,它翻转回$b-$轴。多重极化触发器的起源被确定为Co各向异性对自旋螺旋的取向和形状的影响,从而导致由相应相位中的极化幅度的减小引起的热力学不稳定性。铁电极化的定性描述是通过考虑链内($c-$轴)以及链间($a-$轴)连接的磁性离子的交换路径。在一个狭窄的钴浓度范围(0.1 $\leq$ × $\leq$ 0.15),一个中间相,夹在共线高温和螺旋低温相,被发现。新相具有与MnWO $_4$的低温磁结构相似的共线和相称的自旋调制。
2012-06-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Impurity corrections to the thermodynamics in spin chains using a transfer-matrix DMRG method
我们使用密度矩阵重整化群(DMRG)的传输矩阵数值计算杂质修正的热力学性质。该方法被应用到两个杂质模型中的自旋1/2链,即链中的一个薄弱环节和外部杂质自旋。数值分析证实了场论的计算,并给出了新的结果的交叉行为。
1998-12-01 cond-mat.str-el
Exact Thermodynamic Properties of (1,1/2) Mixed Diamond Chains with Strong Single-Site Anisotropy
研究了自旋为1和1/2的混合金刚石链的基态和有限温度性质,在自旋为1的位置上,考虑了强易轴各向异性的限制。磁化曲线、熵、比热和磁化率使用Čanovà等人的方法精确计算[J. Phys.:康登斯事项18 4967(2006)]。
2019-07-24 cond-mat.str-el
Accurate computation of low-temperature thermodynamics for quantum spin chains
我们应用双正交转移矩阵重整化群(BTMRG)[Phys.Rev.E83,036702(2011)]来研究量子自旋链的低温性质。对各向同性海森堡自旋1/2链的模拟表明,BTMRG比传统的转移矩阵重整化群(TMRG)在保持相同精度的情况下,成功地达到了传统TMRG无法达到的更低温度.通过对受抑自旋链的低温比热的计算,进一步说明了该方法的有效性。
2012-06-04 cond-mat.str-el
Antiferromagnetic integer-spin chains in a staggered magnetic field: approaching the thermodynamic limit through the infinite-size DMRG
利用密度矩阵重整化群研究了反铁磁整数自旋链在交错磁场中的行为,详细讨论了小磁场下Half相中有限尺寸效应的作用.在自旋S=2的情况下,我们确定了基态能量和磁化强度对外部场的依赖关系,在热力学极限,并显示了如何独特的有限尺寸行为可以连接到从自旋液体的极化Néel状态的基态的交叉。
2001-07-13 cond-mat.str-el
Canting angle behavior of magnetic moments in Y- substituted Tb2BaNiO5 and its relevance for magnetoelectric coupling
本研究通过中子粉末衍射探究Y取代的Tb2BaNiO5,发现多铁转变温度随Y浓度线性降低,而磁矩相对倾斜角在x=0.5时急剧下降后保持不变,表明临界倾斜角由协同和局部两部分贡献组成。
2023-04-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Extraordinarily large intrinsic magnetodielectric coupling of Tb member within the Haldane spin-chain family, R2BaNiO5
Half自旋链化合物Tb_2BaNiO_5在(T_N =)63K以下具有反铁磁性。目前对多晶的磁性研究表明,在较低的温度(T_2 =)25 K下,存在另一个磁转变,并具有明显的磁场诱导变磁和介电行为。多铁性特征只在T_2以下出现,而在T_N处没有。最有趣的观察是观察到的介电常数的变化是固有的和最大的(例如,约18%,在15 K)在这个Haldrons自旋链家族,R2BaNiO5。考虑到这一趋势(Tb的最大变化)与T_N的类似趋势(Gd、Dy、Ho和Er的T_N值分别为55、58、53和32 K)相关,我们认为通常对稀土系统中T_N行为的解释也适用于这一行为。也就是说,单离子晶体场分裂后的各向异性是负责这种非凡的磁介电效应在这种Tb的情况下。据我们所知,在过去的多铁性文献中没有这样的观察。
2019-02-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermodynamics of spin-1/2 tetrameric Heisenberg antiferromagnetic chain
利用转移矩阵重整化群方法和Jordan-Wigner变换,研究了自旋S=1/2的四聚海森堡反铁磁链的热力学性质,其中交替相互作用为AF 1-AF 2-AF 1-F(AF和F分别表示反铁磁和铁磁耦合).研究发现,在无磁场的情况下,体系的热力学行为与带隙的低激发态密切相关,并揭示了比热随温度变化的三峰结构.在磁场中,对于满足JAF_1 = JAF_2 =JF的耦合,得到了温度场平面上的相图,在该相图中识别了各个相位。热力学量,包括磁化强度,磁化率和比热的温度依赖性进行了研究,以表征相应的相。研究表明,低温下Luttinger液相中的磁化强度具有交叉行为,这与S=1的Haldinger链中的磁化强度属于同一类。在平台区,由于两个激发光谱的交叉,在一定的电场下热力学行为发生变化。通过费米子映射,揭示了该系统有四个费米子和空穴激发谱,它们是所观察到的热力学行为的原因。
2009-06-23 cond-mat.str-el
Correlation between spin helicity and electric polarization vector in quantum-spin chain magnet LiCu$_2$O$_2$
对$S=1/2$链状多铁性LiCu $_2$ O $_2$进行了极化中子散射测量。在自发极化沿c轴的铁电基态中,证实了在$bc$平面中存在横向螺旋自旋分量。当电极化的强度方向反转时,观察到由${\bf C}_{ij} = {\bf S}_i \times {\bf S}_j$($i$和$j$是相邻的自旋位点)定义的矢量自旋手性反转,表明自旋电流模型或逆Dzyaloshinskiiii-Moriya机制甚至适用于该$e_{\mathrm{g}}$ -电子量子自旋系统。极化中子的微分散射强度与经典自旋$bc$ -摆线结构的预期结果有很大的差异,这意味着大的量子涨落效应。
2008-01-16 cond-mat.str-el
Frustrated ferromagnetic spin-1/2 chain in a magnetic field: The phase diagram and thermodynamic properties
利用低能场论、密度矩阵重整化群和精确对角化方法研究了自旋为1/2的受抑铁磁Heisenberg链。首先,我们研究了在磁场中的基态相图,发现在两个弱耦合反铁磁链的区域中存在一个由束缚磁振子对表征的“偶奇"相。磁化曲线中的跳跃表示在EO相的边界处的一阶转变,但除此之外曲线是平滑的。其次,我们讨论了零场下的热力学性质,证实了适度的次近邻相互作用在比热上存在双峰结构。
2006-09-05 cond-mat.str-el
Excitation Spectra and Thermodynamic Response of Segmented Heisenberg Spin Chains
利用数值方法和有限尺寸标度参数相结合的方法分析了分段量子自旋链的光谱和热力学响应。段长度的各种分布被认为是,包括淬火和退火的平均值的两个极端的情况下。随着杂质浓度的增加,它被发现,(i)集成的光谱权重迅速减少,(ii)一个伪间隙功能打开在小的频率,和(iii)在较大的频率出现一个离散的峰结构,占主导地位的最小集群段的贡献。相应的低温热力学响应有一个发散的贡献,由于奇数站点集群和一个次主导的指数激活的组件,由于偶数站点段的有限大小的间隙是负责在小频率的频谱权重抑制。基于简单的标度参数,近似低温表达式推导出的均匀磁化率和热容。这些被证明是在良好的协议与数值解的Bethe anomaly方程的系综的开口链。
2000-01-18 cond-mat.str-el
Thermodynamics of S>=1 ferromagnetic Heisenberg chains with uniaxial single-ion anisotropy
本文用格林函数方法和精确对角化方法研究了任意温度下具有易轴单离子各向异性的S>=1铁磁链的热力学性质。对于S=1的链,当各向异性能D与交换能J之比超过一个特征值D/J >7.4时,比热随温度的变化有两个极大值,当D/J <7.4时,比热随温度的变化只有一个极大值。这与以前使用开边界条件的小链(N <= 7)的精确对角化数据形成对比。比较理论与实验上的二溴镍配合物的拟合的比热产生具体的值D和J的自旋波谱,相关长度,和横向磁化率的温度依赖性的预测。
2006-01-20 cond-mat.str-el
Spinon shift current in a noncentrosymmetric quantum spin chain
Kyoto University(京都大学);Konan University(神户学院大学)
研究通过光照射在量子自旋链中由自旋子激发直接产生电流的问题,通过比较非线性电导率和双自旋子激发谱,确认自旋子是产生电流的原因,并发现体光伏效应通过自旋子位移机制由自旋子携带的电极化驱动。
2026-09-09 cond-mat.str-el
Thermodynamics of the bilinear-biquadratic spin one Heisenberg chain
利用转移矩阵重整化群计算了一维S=1双线性双二次海森堡模型的磁化率和比热。通过将结果与Millet等人(Phys. Rev. Lett. { \bf 83},4176(1999)),我们发现这种材料的磁化率数据,在减去杂质贡献之后,可以用该模型定量地解释。发现这种材料中的双二次交换相互作用是铁磁的,即具有正的耦合常数。
2000-06-21 cond-mat.str-el
Exact thermodynamic limit of short-range correlation functions of the antiferromagnetic $XXZ$-chain at finite temperatures
数值计算了自旋为1/2的$XXZ$海森堡无限长链在有限温度下的最近邻和次最近邻关联函数。
2005-08-02 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Thermodynamics of classical frustrated spin chain at the ferromagnet-helimagnet transition point
研究了经典受抑铁磁自旋链的低温热力学。用转移矩阵法计算了铁磁-螺旋转变点处的关联函数和零场磁化率。结果表明,在转变点处,磁化率的临界指数从2变为4/3。
2010-07-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Mixed Heisenberg Chains. II. Thermodynamics
我们考虑的热力学性质,如比热,磁化率,交替海森堡自旋链。由于隐藏的伊辛对称性,这些链可以分解成一组有限的链片段。求热力学量的问题实际上分为两部分。首先,我们处理有限的对象,其次,我们可以把碎片到一个统计系综。作为耦合常数的函数,模型在热力学量上表现出特殊的特征,如比热在足够低的温度下出现双峰。这些特征源于零温下的一阶量子相变,这在本工作的第一部分中已经进行了研究。
1998-09-01 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Thermodynamics of quantum Heisenberg spin chains
利用转移矩阵重整化群方法研究了S = 1/2,1和3/2量子海森堡自旋链的热力学性质.计算并比较了在零场或有限场作用下磁化强度、磁化率、比热、自旋-自旋关联长度和其他几个物理量随温度的变化关系。我们的结果与Bethe近似、精确对角化和量子Monte Carlo结果一致,并为反铁磁海森堡自旋链中的量子效应提供了进一步的认识。
1998-08-17 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Thermodynamics of a Spin-1/2 Chain Coupled to Einstein Phonons
本文采用高阶级数展开法研究了S=1/2链与无色散声子耦合的热力学性质。由于级数展开是在整体交换耦合J中正式进行的,因此在不截断声子子空间的情况下得到结果。结果用于研究各种参数区域,例如绝热和反绝热极限以及难以通过其他方法研究的中间区域。我们发现,动态声子效应变得明显时,一个以上的热力学量进行分析。
2004-07-29 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el