Spin-phonon interaction induces tunnel splitting in single-molecule magnets
磁化的量子隧穿是使用单分子磁体(SMM)作为下一代存储设备的基本组成部分的主要障碍。在这种情况下,声子通常只被认为(微扰)作为扰动,促进自旋系统穿越各向异性势垒。在这里,我们证明了声子诱导隧道分裂的地面偶极子,然后减少所需的双稳态由于朗道-齐纳隧道的磁化的能力。有害的是那些修改自旋哈密顿量的声子,从而破坏了它关于场轴的旋转对称性。在我们的计算中,我们对待自旋和声子在同一个基础上进行量子计算的哈密顿量的单各向异性张量耦合到谐振子。
2020-04-24 cond-mat.str-el
Magnetophononics: ultrafast spin control through the lattice
利用第一性原理和磁化动力学计算相结合的方法,我们研究了声子的强光激发对绝缘磁性材料中磁性行为的影响。以原型磁电\CrO \作为我们的模型系统,我们表明,在17太赫兹的极性模式的激发导致磁交换相互作用的显着修改,通过平均铬-铬距离的变化。特别是,由非线性声子耦合引起的准静态变形产生具有修改的磁状态的结构,其持续声子激发的持续时间。此外,我们的随时间变化的磁化动力学计算表明,系统调制的磁交换相互作用的声子激发修改的磁化动力学。这种使用声子的磁交换相互作用强度的时间调制提供了一种新的途径来创建非平衡磁状态,并提出了快速操纵自旋排列和动力学的新途径。
2018-03-05 cond-mat.str-el
Spin phonon induced colinear order and magnetization plateaus in triangular and kagome antiferromagnets. Applications to CuFeO_2
自旋和晶格自由度之间的耦合在几何受挫磁体中是重要的,它们可以导致简并提升和新的订单。我们发现,在三角形和Kagome反铁磁体中,适度的自旋-晶格耦合可以诱导出复杂的共线磁序。当三角晶格上的经典海森堡自旋与爱因斯坦声子耦合时,出现了丰富的相,包括实验观察到的四个子晶格态和磁电材料CuFeO $_2$中的五个子晶格1/5平台态。此外,我们预测磁化平台在1/3,3/7,1/2,3/5和5/7在这些耦合。强的自旋-晶格耦合诱导条纹共线态,见于$α$-NaFeO $_2$和MnBr $_2$。在Kagome晶格上,适度的自旋-晶格耦合诱导共线有序,但仍存在广泛的简并。
2007-09-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Excitonic and lattice contributions to the charge density wave in 1T-TiSe$_2$ revealed by a phonon bottleneck
理解集体电子状态,如超导性和电荷密度波,对于基础科学和应用至关重要。层状过渡金属二硫属化物1 T-TiSe 2具有独特的电荷密度波(CDW)相变,其起源尚未完全了解。在这里,我们提出了超快时间和角度分辨光电子能谱(TR-ARPES)测量补充时间分辨反射率(TRR),使我们能够建立激子和电子-声子相互作用的贡献的CDW。我们监测的价带(VB)的能量移动和耦合相干声子作为激光能量密度的函数。VB移位,直接相关的CDW间隙关闭,表现出显着较慢的恢复动力学在Fth = 60 microJ cm-2以上的注量。这一观察结果与时间分辨反射率(TRR)中相干耦合声子的相对重量向更高频率模式的转移相吻合,表明存在声子瓶颈。使用速率方程模型,高通量瓶颈的出现归因于耦合声子阻尼的突然减少和与CDW超晶格声子损失相关的激子解离速率的增加。因此,我们的工作确立了激子和声子相互作用在CDW相变中的重要作用,以及结合互补飞秒技术来理解量子材料中复杂相互作用的优势。
2019-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetization plateaux induced by a coupling to the lattice
本文研究了一个简单的外磁场作用下自旋为1/2的受抑海森堡链与绝热声子耦合的模型。补充广泛的密度矩阵重整化群技术广义到包括自洽的晶格畸变的场论方法,我们表明,磁化高原在非平凡的合理值的磁化可以稳定的晶格耦合。我们认为,这样的情况可能是相关的一些低维挫折spin-Peierls化合物。
2005-11-15 cond-mat.str-el
Phonon Inverse Faraday effect from electron-phonon coupling
本研究提出基于含时二阶微扰理论与电子-声子耦合的微观框架,描述了圆偏振声子诱导直流磁化的声子逆法拉第效应,估算结果与SrTiO3实验相符,为揭示角动量转移机制提供了理论基础。
2024-07-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-Peierls-like phases in magnetoelastic $J_1-J_2$ antiferromagnetic chain at 1/3 magnetization
研究了自旋$S=1/2$反铁磁$J_1-J_2$海森堡链在$M=1/3$磁化强度下与声子耦合时的弹性形变.使用玻色化方法,我们预测存在非均匀的三聚磁弹性相。一个丰富的基态相图中发现,包括经典和量子平台状态的磁部门,以及不等价的晶格变形内的每个磁相。小团簇的精确对角化支持了分析结果。
2007-08-30 cond-mat.str-el
Griffiths phase-like behaviour and spin-phonon coupling in double perovskite Tb$_{2}$NiMnO$_{6}$
报道了Tb $_2$ NiMnO $_6$的类格里菲斯相特征和自旋-声子耦合效应。双钙钛矿化合物在单斜$P2_1/n$空间群中结晶,并在$T_c \sim$ 111 K处表现出作为磁化强度突变的磁相变。1/ $χ(T)$曲线与理想Curie-Weiss定律的负偏差和磁化率指数小于1的幂律反磁化率分析结果与Griffiths相特征有关。来自磁化等温线的Arrott图支持这种材料的磁性的不均匀性。所观察到的效果源于反铁磁相互作用,而反铁磁相互作用是由系统中固有的无序引起的。Raman散射实验表明,Tb $_2$ NiMnO $_6$中的磁有序声子重整化在低于$T_c$的范围内,与其它双钙钛矿中的结果不同,这与稀土的较小尺寸有关.在645 cm $^{-1}$处{ \it伸缩}模的半峰全宽的温度演化呈现出与磁性转变温度相一致的异常,表明该材料的磁性与晶格之间存在密切联系。
2011-11-19 cond-mat.str-el
Magneto-elastic effects and magnetization plateaus in two dimensional systems
我们显示了强挫折和自旋晶格耦合的重要性,稳定的磁化平台在二维系统的磁不变。本文考虑了在外加磁场作用下自旋为1/2的受抑海森堡模型与绝热声子的耦合。在零磁化下,每个晶胞具有两个或至多四个自旋的简单结构被稳定化,分别形成二聚体或$2 \times 2$斑块。在磁化$m=1/2$的情况下,发现了更丰富的场景,其中较大的晶胞形成有非平凡的自旋纹理,并且与相应的经典伊辛模型的类比是可检测的。对晶格畸变和局部自旋值的具体预测可以通过X射线和核磁共振实验直接测量。
2007-01-08 cond-mat.str-el
Polar phonons and spin-phonon coupling in HgCr2S4 and CdCr2S4
用远红外光谱研究了HgCr_2S_4和CdCr_2S_4的极性声子随温度和外加磁场的变化。本征频率,阻尼常数,有效等离子体频率和Lyddane-Sachs-Teller关系,和有效电荷的确定。铁磁CdCr 2S 4和反铁磁HgCr 2S 4的行为相当相似。这两种化合物都以铁磁交换为主,尽管HgCr 2S 4是反铁磁物质,但在磁性相变时没有观察到声子分裂。温度和磁场依赖的本征频率没有显示出异常,表明位移极性软模式的行为。然而,显着的影响被检测到的等离子体频率的温度依赖性,表明在债券的性质和显着的电荷转移的变化。在HgCr 2S 4中,我们提供的实验证据表明,特定极性模式的磁场依赖性揭示了与磁化强度相关的位移,即使在红外频率下也显示出显着的磁介电效应。
2007-07-25 cond-mat.str-el
Anharmonic effects in magnetoelastic chains
我们描述了一种新的机制,导致形成合理的磁化平台相,这主要是由于非谐自旋-声子耦合。这种非谐性在磁化曲线中在磁化强度的意外值处产生平台,而在哈密顿量中没有明确的磁阻挫,并且没有明确的平移对称性破坏。这些平台阶段伴随着磁弹性形变,这是不存在于谐波的情况下。
2011-04-11 cond-mat.str-el
Strong Electron-Phonon Interaction and Colossal Magnetoresistance in EuTiO$_3$
在低温下,EuTiO $_3$系统具有很大的磁电阻率,并表现出庞磁电阻效应。基于第一性原理计算和小极化子动力学平均场论,计算了EuTiO $_3$的输运性质。研究发现,由于电子-声子相互作用,导带可以形成一个靠近费米能级的微小子带。小的子带是大电阻率的原因。此外,EuTiO $_3$是一种弱反铁磁材料,其磁化强度会通过传导电子与磁性原子之间的交换作用使子带发生轻微偏移。由于子带接近费米能级,其位置的轻微移动会产生巨大的磁电阻。
2017-09-19 cond-mat.str-el
Spin-phonon induced magnetic order in Kagome ice
研究了在面内磁场作用下,晶格形变对Kagome自旋冰的影响。我们描述的晶格能根据爱因斯坦模型,其中每个网站的失真是独立的。在晶格自由度的积分,有效的二次自旋相互作用出现。经典的蒙特卡罗模拟所得到的模型,保留了第三邻居的相互作用,在不同方向的磁场。我们发现,随着形变影响的增加,磁化曲线上出现了丰富的平台结构。
2013-06-14 cond-mat.str-el
Signatures of magnetostriction and spin-phonon coupling in magnetoelectric hexagonal 15R-BaMnO3
自旋-声子耦合,即自旋与周围晶格的相互作用,是理解多铁性材料的基础物理和设计其磁化动力学的关键参数。多铁性材料中的基元激发受到自旋-声子相互作用的强烈影响,使得拉曼光谱成为探测这些耦合的独特工具。最近,有人提出,15 R型六方晶系BaMnO 3的介电和磁性通过自旋-晶格耦合相关。在这里,我们报告的15 R-BaMnO 3在230 K,280 K和330 K的拉曼光谱的广泛重整化的观察。磁性测量揭示了在15 R-BaMnO 3在230 K和330 K,分别存在一个长程和短程磁有序。拉曼光谱表明,在磁有序相的新的拉曼模式的外观。此外,一个额外的拉曼声子出现低于~ 280 K,可能产生的局部晶格畸变由于锰离子的位移,表现出随温度的异常位移。根据温度和磁场相关的拉曼光谱、温度相关的X射线衍射、磁化强度和比热测量结果,讨论了拉曼光谱中所观察到的重整化和声子异常的起源。我们的研究结果表明,磁致伸缩和自旋-声子耦合的存在下,在15 R-BaMnO 3,从而表明光学声子是强烈相关的,其磁电性能。
2020-11-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Investigation of phonon behavior in Pr2NiMnO6 by micro-Raman spectroscopy
利用显微拉曼光谱和磁测量研究了多晶Pr 2NiMnO 6样品中声子激发的温度依赖性和自旋声子耦合的存在。磁性显示在228 K下单一铁磁到顺磁转变,饱和磁化强度接近4.95 \muB /f.u.。在657、642和511 cm-1处观察到三种不同的拉曼模式。从300 K到10 K,声子激发表现出明显的非谐性硬化。此外,657 cm-1模式的温度依赖性显示只有一个小的软化。这反映了Pr 2NiMnO 6中存在相对较弱的自旋-声子耦合,与先前研究的其他双钙钛矿相反。
2011-01-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phonons of electronic crystals in two-dimensional semiconductor moiré patterns
本研究理论分析了二维半导体莫尔图案中三类电子晶体的声子特性,揭示了条纹晶体的稳定性差异、手性声子的产生条件及机制,为手性声子与拓扑声子器件研究提供新平台。
2023-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spectroscopic signatures of magnetization-induced band renormalization and strong spin-charge-lattice coupling in EuZn$_2$As$_2$
通过红外光谱和能带计算,发现EuZn$_2$As$_2$中磁化诱导能带重整化导致吸收峰异常,揭示自旋-电荷-晶格强耦合。
2025-04-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic phonon-induced magnetism in moiré Mott-Wigner crystals
Sun Yat-Sen University (Zhuhai Campus)(中山大学(珠海校区));Sun Yat-Sen University (Guangzhou Campus)(中山大学(广州校区))
研究莫尔 Mott - Wigner 晶体中磁性的产生,发现电子声子可诱导磁性,基于 Berry 相效应和谷 - 轨道耦合,低于临界温度会自发磁化,还提出用光激发手性电子声子调控磁性的方法。
2026-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Investigation of competing magnetic orders and the associated spin-phonon coupling effect in quasi-2D Cr1+xTe2 (x = 0.22) single crystal
本文研究了准二维Cr1+xTe2(x = 0.22)单晶中铁磁与反铁磁竞争的多样磁转变及可能的斯格明子,并通过拉曼光谱证实其存在强自旋-声子耦合,表明该材料在自旋电子学中具有应用潜力。
2025-07-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetization, crystal structure and anisotropic thermal expansion of single-crystal SrEr2O4
采用PPMS测量和高分辨率同步辐射X射线粉末衍射研究了近化学计量比的Sr $_{1.04(3)}$ Er $_{2.09(6)}$ O $_{4.00(1)}$单晶的磁化强度、晶体结构和热膨胀。没有证据表明,任何结构相变,甚至高达500 K。晶格常数和晶胞体积的平均热膨胀与仅考虑声子对绝缘体的贡献的一阶Grüneisen近似一致,显示出沿晶体学\emph{a}、\emph{b}和\emph{c}轴的各向异性特征。我们的磁化强度测量表明,在低于$\sim$ 15 K的温度下出现明显的磁挫挫,反铁磁关联可以持续到300 K。
2014-10-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Rigorous analysis of the effects of electron-phonon interactions on magnetic properties in the one-electron Kondo lattice model
近藤格点模型(KLM)是描述重费米子系统的典型模型。本文考虑声子与单电子KLM模型描述的系统的相互作用。该模型的基态的磁性以严格的形式被揭示。此外,我们推导出的自旋交换相互作用$J$的强度在强耦合极限($J\to \infty$)的有效哈密顿量,我们检查的基态的有效哈密顿量的磁性,并证明了Aizenman-Lieb定理有关的磁化在有限温度下的有效哈密顿量。推广所得结果,我们阐明了单电子KLM系统基态磁性稳定的机制。
2022-12-20 cond-mat.str-el math-ph math.MP