Collinear and non-collinear spin ground state of wurtzite CoO
采用第一性原理密度泛函理论计算方法研究了纳米材料中常见的纤锌矿相CoO的共线和非共线自旋结构。我们研究了几种不同自旋组态的总能量、电子结构和有效磁耦合强度。结果表明,AF 3型反铁磁有序是能量最稳定的可能的共线配置。此外,我们发现,一个新的螺旋自旋秩序可以稳定,包括相对论自旋轨道耦合和自旋方向的非共线性。我们的研究结果表明,在过渡金属氧化物纳米结构中可以观察到非共线的自旋基态,这为纳米磁性的研究增添了一个有趣的新方面。
2013-05-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Functional-integral approach to the investigation of the spin-spiral magnetic order and phase separation
研究了二维单带最近邻跳跃哈伯德模型。我们对待公度共线秩序,以及在有限的温度下,使用Hubbard-Stratonovich变换与两个字段的表示和解决这个问题的静态近似无公度螺旋磁相。我们认为,温度显着影响共线和螺旋磁相,在半填充附近的相分离。这一结果为单层铜酸盐磁性的异常行为提供了一种可能的解释。
2011-10-21 cond-mat.str-el
Influence of quantum fluctuations on zero-temperature phase transitions between collinear and noncollinear states in frustrated spin systems
我们研究了一个正方形格子自旋半海森堡模型,其中阻挫是由不同符号的竞争最近邻键引入的。我们讨论了量子涨落对零温相变性质的影响,从在小挫折与共线磁序相位与大挫折与非共线螺旋序相位。我们使用耦合簇方法(CCM)的高阶近似(LSUB6)和有限系统的精确对角化(多达32个站点)来计算基态性质。量子涨落的作用是通过比较铁磁螺旋和反铁磁螺旋过渡在同一个模型。我们发现了明确的证据,量子涨落喜欢共线秩序,他们可能有利于一阶跃迁,而不是在没有量子涨落的情况下的二级跃迁。
2001-04-27 cond-mat.str-el
Spin-wave study of entanglement and Rényi entropy for coplanar and collinear magnetic orders in two-dimensional quantum Heisenberg antiferromagnets
本文利用改进的线性自旋波理论(MLSWT)研究了具有共面螺旋磁序的正方形和三角形格子$L\times L$量子海森堡反铁磁体中长度为$L$的线子系统的基态纠缠,其中$q=π$(共线序,$N_G=2$)除外,序矢量为$\mathbf{Q}=(q,q)$和$N_G=3$ Goldstone模.将早期的$q=π$的MLSWT结果推广到具有$s\geq 3$子晶格的公度螺旋序($q=2πr/s$与$r$和$s$互质),我们发现解析大$L$的通用和$n$独立的子领导项$(N_G/2)\ln L$雷尼熵$S_n$,与$λ_0$和$λ_{\pm q}$的$L^{1/2}$标度,与$λ_0\neq λ_{\pm q}$螺旋顺序;这里,$\{λ_{k_y}\}$是纠缠哈密顿量的$L$模式占用数。$S_n$中的术语$(3/2)\ln L$与$s=3$螺旋序($q=2π/3$)的非线性sigma模型(NLSM)研究一致。这些和其他属性的$S_n$和$λ_{k_y}$探索数值各向异性最近邻三角晶格模型,$q$在螺旋相位变化。
2020-05-15 cond-mat.str-el
Electromagnons and instabilities in magnetoelectric materials with non-collinear spin orders
我们发现,强电磁振子峰可以发现在吸收光谱的非共线磁铁表现出线性磁电效应。这些峰的频率与反铁磁共振的频率一致,并且电磁振子和反铁磁共振的谱权重的比率与静磁电常数和磁化率的比率有关。以Kagome晶格反铁磁体为例,我们证明了自旋有序的挫挫导致强自旋-晶格耦合下的磁弹性不稳定性,它将非共线磁电自旋态转变为具有自发电极化的强度和磁化的共线多铁性态. Kagome晶格反铁磁体也显示出铁电Increasate-spiral相,其中极化由交换伸缩机制引起。
2009-07-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
YBa$_{1-x}$Sr$_{x}$CuFeO$_{5}$ layered perovskites: exploring the magnetic order beyond the paramagnetic-collinear-spiral triple point
本研究通过 Sr 替代 Ba 增强 Cu/Fe 无序,发现 YBa$_{1-x}$Sr$_{x}$CuFeO$_{5}$ 中螺旋态在临界无序度后转变为非阻挫反铁磁态,且两种有序温度同步升高,证实无序驱动的共同起源。
2024-02-07 cond-mat.str-el
Correlation Effects and Non-Collinear Magnetism in the Doped Hubbard Model
本文研究了二维和三维$t$哈伯德模型的基态磁相图。我们考虑到相称的铁-,反铁磁,和不相称(螺旋)磁相,以及不同类型的磁相,这是经常错过在以前的调查相分离。我们跟踪的影响,相关效应的螺旋和共线磁秩序的稳定性,通过比较的结果,采用广义非相关平均场(Hartree-Fock)近似和广义奴隶玻色子方法Kotliar和Ruckenstein与相关效应。我们发现,螺旋状态,特别是铁磁性一般强烈抑制到非现实的大哈伯德$U$,如果考虑到相关效应。电子相分离对磁态的形成起着重要作用,相应的区域很宽,特别是在半填充附近。讨论了不同立方晶格的磁有序的细节。
2015-04-24 cond-mat.str-el
Multiferroicity and spiral magnetism in FeVO$_4$ with quenched Fe orbital moments
通过热容、磁化率、极化率和单晶中子衍射实验对FeVO $_4$进行了研究。三斜晶体结构由六个Fe $^{3+}$离子的\emph{S}形簇组成,通过VO $_4^{3-}$基团连接.在T $_{N1}$ = 22 K和T $_{N2}$ = 15 K处发生两个长程磁有序转变。两种磁结构都是不相称的。在T $_{N1}$以下的稳定性与幅度调制的力矩共线,而在T $_{N2}$以下的稳定性与螺旋调制不共线。在T $_{N2}$以下,\fevo变为弱铁电性,同时磁性结构的共线性丧失。我们的结论是,\fevo提供了另一个例子的挫折螺旋磁铁类似于经典的TbMnO $_3$化合物。然而,\fevo具有淬灭的轨道矩和特定的结构,阐明了在这种类型的多铁性材料中各向异性和磁阻挫的各自作用。
2008-12-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin current and magneto-electric effect in non-collinear magnets
从理论上提出了一种新的基于自旋超电流的非共线磁体磁电效应微观机制。超导体(电荷流)和磁体(自旋流)之间的密切类比,得出自旋超导电流的分布和由此产生的电极化的强度。讨论了螺旋自旋结构的应用。
2004-12-13 cond-mat.str-el
Collinear order in a frustrated three-dimensional spin-$\frac12$ antiferromagnet Li$_2$CuW$_2$O$_8$
三维(3D)磁阻挫在自旋$\frac12$绝缘体Li $_2$ CuW $_2$ O $_8$中表现出来。密度泛函能带结构计算揭示了一个特殊的自旋晶格与挫折面间耦合的三角形平面。29 T的饱和磁场与8.5 K和相对较低的Néel温度$T_N\simeq 3.9$ K处的磁化率最大值形成对比。根据中子衍射数据,低于$T_N$的磁序与传播矢量$(0,\frac12,0)$和有序矩0.65(4)$μ_B$共线。这种降低的有序矩与磁比热($C^{\max}/R\simeq 0.35$)的低最大值一起在3D中精确定位了强磁阻挫。共线磁序表明,量子涨落在该系统中起着至关重要的作用,在该系统中,非共线螺旋态将经典稳定。
2016-02-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin liquid phase in a spatially anisotropic frustrated antiferromagnet
我们研究了三次近邻对各向异性三角晶格上海森堡模型磁性的影响。利用Schwinger-boson平均场论得到了该模型的相图。当改变最近邻交换耦合J_1、次最近邻交换耦合J_2和次最近邻交换耦合J_3的比例时,发现Néel、螺旋和共线磁有序相之间存在竞争。当J_3/J_1 < 0.1时,当J_2/J_1 < 1.8时,自旋液相稳定在螺旋有序态和共线有序态之间。最低能量的两个旋子色散相关的中子散射实验进行了分析和比较半经典磁振子色散发现显着差异的螺旋和共线相位之间的两种方法。结果进行了讨论的各向异性三角形材料的上下文中:Cs2 CuCl 4和Cs2 CuBr 4和层状有机材料,κ-(BEDT-TTF)2X和Y[Pd(dmit)2]2。
2014-02-14 cond-mat.str-el
Non-collinear Magnetic Configurations at Finite Temperature in Thin Films
利用包含铁磁或反铁磁交换作用、Dzyaloshinsky-Moriya相互作用和易轴在位各向异性的模型哈密顿量研究了bcc(110)表面上单层膜的有限温度磁性.我们研究了平行于易磁化轴的共线基态和垂直于易磁化轴的平面内的自旋螺旋态之间的竞争。用近似方法计算了有限温度下的磁振子谱,发现即使基态共线,增加Dzyaloshinsky-Moriya相互作用也会大大降低共线序消失的临界温度。利用原子自旋动力学模拟发现,在这个临界温度,系统转变为非共线态。包括外部磁场有助于稳定铁磁状态。通过考虑单层边缘各向异性的不同值,模型中包含了磁性单层有限尺寸的影响。这种效应被证明是通过固定条纹两端的相位来稳定自旋螺旋状态。
2014-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
CCM Calculations For The Ground-State Properties Of The One-Dimensional Spin-Half $J_1$--$J_2$ Model: Possible Evidence of Collinear Ordering for $J_2/J_1 > \frac 12$?
本文用高阶耦合集团方法(CCM)研究了直链自旋半$J_1$-$J_2$模型。我们采用三个模型状态,即,最近邻(n.n.)Néel模型状态,其中相邻的自旋是反平行的,次近邻(n.n.n.)Néel模型态,其中相邻自旋是反平行的,最后是一种具有{ \it two}螺距角的“双螺旋”模型态。对于$J_2/J_1 \le \frac 12$,我们发现n.n. Néel模型态产生最低能量。对于$J_2/J_1 > \frac 12$,我们发现量子系统的稳定态是“传统”螺旋态的稳定态,其中两个螺旋角是相同的,共线n.n.n. Néel模型状态。我们表明,基态能量的共线n.n.n.在有限区域内,模型态的能量低于螺旋态的能量。我们产生的二聚体序参数的结果,通过使用n.n.n. Néel模型的状态和这些结果在合理的协议与DMRG以前的结果。又是n.n.n. Néel模型态的相关长度随$J_2/J_1$的增加而增加,当$J_2/J_1$增加到$J_2/J_1=\frac 12$以上时,结构函数的峰值从$q=π$移到$q=π/2$.虽然这些结果不是结论性的,但它们是有趣的,因为它们表明在$J_2/J_1 \ge \frac 12$的某些区域可能出现表现出共线有序的基态。
2011-03-07 cond-mat.str-el
Spiral magnetism in the single-band Hubbard model: the Hartree-Fock and slave-boson approaches
在单带哈伯德模型下,研究了正方晶格和不同立方晶格的基态磁相图。比较了广义非关联平均场近似(Hartree-Fock近似)和Kotliar和Ruckenstein的包含关联效应的广义从玻色子近似的结果。我们考虑到相称的铁磁,反铁磁,和无公度(螺旋)的磁性相,以及相分离成不同类型的磁性相,这往往是缺乏在以前的调查。研究发现,当嵌套不存在且范霍夫奇异性远离顺磁相费米能级时,螺旋态尤其是铁磁性通常会受到相关效应的强烈抑制,直至达到非现实的大Hubbard $U$.磁相分离在磁态的形成中起着重要作用,在半填充附近,相应的相区特别宽。详细讨论了不同立方晶格的非共线和共线磁有序。
2015-11-05 cond-mat.str-el
Magnetic phases in the $J_{1}$-$J_{2}$ antiferromagnetic XY model on the honeycomb lattice
Akhiezer Institute for Theoretical Physics, NSC KIPT(阿基谢尔理论物理研究所);Haiqu, Inc.(海奎公司);Education and Research Institute “School of Physics and Technology”, Karazin Kharkiv National University(哈尔科夫国立大学物理与技术教育研究所)
本文研究了蜂窝晶格上$J_{1}$-$J_{2}$反铁磁XY模型的基态性质和相图,通过开发的角转移矩阵重整化群算法和无限螺旋投影纠缠对态ansatz,识别了Néel、Ising、列状和无序螺旋相以及它们之间的转变,作为$J_{2}/J_{1}$比值的函数。在竞争有序类型的情况下,显示了偶极子态的能量系统比列状相的能量高,该列状相通过二级相变转变为无序螺旋相。
2026-05-18 cond-mat.str-el
Spiral antiferromagnets beyond the spin-wave approximation: frustrated $XY$ and Heisenberg models in the honeycomb lattice
我们研究了具有一般的无公度螺旋序的经典态对量子涨落的稳定性。具体地说,我们主要研究了具有最近邻$J_1$和次最近邻$J_2$反铁磁耦合的蜂窝晶格上自旋为1/2的受抑$XY$和海森堡模型。我们的变分方法是基于Jastrow波函数,其中包括量子相关的经典自旋波。我们进行了系统的优化波矢量和Jastrow赝势在这类变分状态,并发现量子波动有利于共线状态超过一般的共面螺旋。具有${\bf Q}=(0,0)$的Néel状态将其稳定性扩展到远远超过经典值$J_2/J_1=1/6$。最重要的是,共线态与${\bf Q}=(0,2π/\sqrt{3})$(和两个相关的状态)被发现是稳定的,在一个大的制度与中间挫折,而在经典水平上,他们仅限于点$J_2/J_1=0.5$。对于大的挫折,$120^\circ$状态是稳定的$J_2/J_1$在两个模型中的有限值。
2014-03-29 cond-mat.str-el
Broken discrete and continuous symmetries in two dimensional spiral antiferromagnets
利用Schwinger玻色子平均场论研究了正方晶格上J_1-J_3反铁磁海森堡模型在零温和有限温下对称性破缺的发生。对于自旋为1/2的基态,在J_3/J_1=0.38处,基态总是破坏SU(2)对称性,并发生连续的准临界跃迁,从Néel到螺旋长程序,尽管局域自旋涨落的考虑表明在0.35 < J_3/J_1 < 0.5附近存在一个中间无序区,与最近的数值结果定性一致。在低温下,我们发现了一个具有短程螺旋序的Z_2对称破缺区域,其特征是一个Ising型的有序序参量,与经典的Monte Carlo结果定性地比较好。在中等温度下,相图显示了具有共线短程有序的区域:对于J_3/J_1<1的Néel(π,π)关联,以及对于J_3/J_1>1的新相,该新相由四个解耦的第三邻子晶格组成,每个子晶格中都有Néel(π,π)关联。我们的结论是,量子和热涨落的影响是有利于共线相关,即使在强烈受挫制度。
2013-10-17 cond-mat.str-el
Spiral plane flops in frustrated helimagnets in external magnetic field
本文从理论上讨论了磁场$\bf H$中的受抑海森堡螺旋磁体。我们证明,小的各向异性自旋相互作用(单离子双轴各向异性或偶极力)选择自旋旋转的平面(螺旋平面),并可能导致平面内场增加后的螺旋平面翻转。导出了临界场$H_{flop}$的表达式。结果表明,测量$H_{flop}$是一种有效而简单的量化系统各向异性的方法(如测量具有轴向各向异性的共线磁体中的自旋翻转场)。相应的最近的实验被认为是在螺旋磁铁,其中一些是多铁性的自旋起源。
2018-09-05 cond-mat.str-el
NMR study on the stability of the magnetic ground state in MnCr${}_2$O${}_4$
用低温核磁共振(NMR)研究了尖晶石型氧化物MnCr ${}_2$ O ${}_4$的磁性离子自旋的倾斜角和涨落,该氧化物具有低于$T_C$的共线亚铁磁有序和低于$T_s < T_C$的亚铁磁螺旋有序.与以前的报道相反,只有一个自旋倾斜角的Cr离子观察。在液态He温度下获得的亚铁磁螺旋中Mn和Cr离子的自旋倾斜角分别为$43\,^{\circ}$和$110\,^{\circ}$。低温下核自旋-自旋弛豫由Suhl-Nakamura相互作用决定,但弛豫速率$T_2^{-1}$随着温度的接近而迅速增加。这表明,随着温度的升高,螺旋分量的波动变得更快,但不足以在亚铁磁相中的核自旋进动的时间尺度上给核留下平均超精细场,其数量级为$10^{-8}$ s。在不同温度下测得的螺旋体积分数表明,在螺旋顺序的转变温度以下,共线和螺旋亚铁磁相混合。在体积分数的温度滞后意味着这种转变具有一阶特性。
2010-06-10 cond-mat.str-el
Incommensurate spiral order from double exchange interactions
描述巡游电子与局域自旋相互作用的双交换模型通常用来解释金属的铁磁性。我们表明,对于各种不同的维度和广泛的模型参数的晶格的铁磁状态是不稳定的非共线螺旋磁秩序。我们重新审视了三角晶格上的双交换模型的相图,并在图的很大一部分中显示了无公度螺旋态的能量比先前讨论的公度态低。这些结果表明,双交换系统固有的挫折,可以主机非常规的自旋顺序。
2017-01-17 cond-mat.str-el
Design of magnetic spirals in layered perovskites: extending the stability range far beyond room temperature
在具有有序磁螺旋相的绝缘材料中,由于反转对称性的破缺,可以出现铁电性。这种性质是基本的和实际的利益,特别是为了利用它在低功率电子设备。然而,由于大多数磁螺旋相的相对低的有序化温度$T_\mathrm{spiral}$,其很少超过100 K,阻碍了技术应用的进展。我们最近建立了磁螺旋的有序温度可以增加到310 K的引入化学无序。在这里,我们探讨了这种新的机制,结合它与一些磁相互作用的目标晶格控制打开的设计空间。在Cu-Fe层状钙钛矿中,我们获得了接近400 K的$T_\mathrm{spiral}$值,远离室温,比单独使用化学无序高出近100 K。此外,我们揭示了一个线性的,普遍的螺旋波矢量和螺旋相的起始温度之间的关系。该线性定律终止于顺磁-共线-螺旋三相点,其定义了在这类材料中可以实现的最高螺旋有序温度。基于这些研究结果,我们提出了一套通用的规则,用于设计层状钙钛矿中的磁螺旋,使用外部压力,化学取代和/或外延应变,这应该指导未来的努力,工程磁螺旋相的有序温度适合于技术应用。
2018-09-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
New magnetic phase of the chiral skyrmion material Cu2OSeO3
磁性材料的晶格中缺乏反转对称性,通过相对论性质的相互作用产生复杂的非共线自旋序,从而导致有趣的物理现象,例如涌现电磁。立方手性磁体的研究揭示了一个普遍的磁相图,由螺旋螺旋,圆锥螺旋和skyrmion晶体相。在这里,我们报告一个显着的偏离这一普遍行为。结合中子衍射和磁化测量,我们观察到一个新的多畴态Cu2OSeO3。就在锥形螺旋状态消失的上临界场之下,螺旋波矢量旋转远离磁场方向。这种转变引起了巨大的磁波动。我们阐明了新态的物理起源,并讨论了它的多铁性。
2018-04-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Transverse spin gradient functional for non-collinear spin density functional theory
针对非共线磁结构的描述,提出了一种新的自旋密度泛函理论泛函。泛函的构造采用了均匀电子气的自旋螺旋波态作为参考系。我们表明,功能依赖于横向梯度的自旋磁化,即,与广泛使用的局部自旋密度近似相反,该泛函对自旋磁化方向的局部变化敏感。因此,交换相关磁场不平行于自旋磁化强度,并且在Kohn-Sham系统的基态中存在局部自旋力矩。作为原理证明,我们将泛函应用于非共线${120^{\circ}}$ -N{é}el态的铬单层。
2013-09-20 cond-mat.str-el
Thermal conductivity in noncollinear magnets
Università di Genova(热那亚大学);Istituto Italiano di Tecnologia(意大利理工学院);Quantum Materials Theory(量子材料理论)
研究非共线磁体中自旋排列对热导率的影响,发现热传导由松弛子而非单个磁子主导,且热导率随螺旋pitch减小而增加。
2026-02-03 cond-mat.str-el
Topological spiral magnetism in the Weyl semimetal SmAlSi
该研究通过中子衍射、输运和热力学实验,证实了Weyl半金属SmAlSi中由Weyl电子介导的螺旋磁性,并绘制了磁相图,发现可能存在拓扑磁激发的A相。
2022-06-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Theory of Anisotropic Hopping Transport due to Spiral Correlations in the Spin-Glass Phase of Underdoped Cuprates
基于空穴在螺旋自旋背景中的运动,我们研究了高- $T_{c}$铜酸盐自旋玻璃相中的面内电阻率各向异性。这幅图来自对含有库仑杂质的扩展$t-J$模型的分析。在可变范围跳跃制度的电阻率各向异性被发现具有约90%的最大值,它随温度降低,在良好的协议与实验在La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$。在我们的方法中,输运各向异性是由于螺旋自旋状态的非共线性,而不是电荷自组织的内在趋势。
2005-10-06 cond-mat.str-el
Incommensurate Single-Angle Spiral Orderings of Classical Heisenberg Spins on Zigzag Ladder Lattices
用一种非常简单的方法,利用簇方法,得到了具有最近邻相互作用的经典海森堡模型在由锯齿形(三角形)阶梯组成的二维和三维晶格上基态问题的精确和严格解.它示出了如何几何挫折,由于存在的三角形作为结构单元导致出现不相称的螺旋排序和共线的限制。有趣的是,这些排序是由一个单一的角度(以及相邻自旋之间的相互作用的符号)决定的;因此,提出了术语“单角度螺旋排序”。
2015-03-06 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Order in a Spatially Anisotropic Triangular Antiferromagnet
利用重整化群分析研究了自旋为1/2的海森堡反铁磁体在弱耦合链的各向异性三角晶格上的相图,该模型与Cs2 CuCl 4模型有关,其中包括了与该模型的数值研究相联系的重要的边缘耦合.特别地,研究了无公度螺旋自旋密度序和共线反铁磁序的相对稳定性。虽然无公度螺旋秩序被发现存在于大多数的相图中的Dzyaloshinskiii-Moriya(DM)的相互作用的存在下,在小的链间和非常弱的DM耦合,共线反铁磁秩序可以生存。我们的研究结果意味着,Cs2 CuCl 4是很好的螺旋秩序是稳定的相图的一部分。重整化群分析的数值研究,其中许多已经发现的自旋液体的行为的影响,进行了讨论。
2011-11-21 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Phase diagram of t-t' Hubbard model taking into account spin-spiral waves and phase separation at finite temperature
采用二维单带$t-t'$哈伯德模型和Hubbard-Stratonovich变换,研究了温度对磁相分离和自旋螺旋波参数的影响.公度(反铁磁(AF))和非公度(螺旋)的磁相被认为是。结果表明,温度显着影响共线和螺旋磁相。随着温度的升高,相分离(PS)区域(AF $+[Q,Q])$,$([Q,Q]+[Q,π])$)显著减少,但出现新的区域$([Q_{1},π]+[Q_{2},π])$,(AF $+[Q,π])$。结果被用于解释铜酸盐的磁性。
2012-11-15 cond-mat.str-el
Broken parity and a chiral ground state in the frustrated magnet CdCr2O4
我们提出了一个模型描述的晶格畸变和非公度磁序尖晶石CdCr2O4,海森堡“烧绿石”反铁磁体的一个很好的实现。磁阻挫是通过自旋Peierls扭曲的晶格涉及一个声子偶奇宇称缓解。这种畸变稳定了传播波矢为q=2π(0,0,1)的共线磁序。反转对称性的缺乏使得晶体结构具有手性。通过相对论自旋轨道耦合,旋向性被转换为磁序:共线态被扭曲成自旋在ac平面内的长螺旋,q移动到2π(0,δ,1)。
2006-07-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spiral ground state in the quasi-two-dimensional spin-1/2 system Cu2GeO4
我们应用密度泛函理论能带结构计算、耦合团簇方法和精确对角化方法研究了自旋为1/2的化合物Cu 2GeO 4的微观磁性模型。该模型是准二维的,沿一个方向具有均匀的自旋链,沿另一个方向具有阻挫的自旋链。沿均匀链的耦合是反铁磁的,J = 130 K.沿阻挫链的最近邻和次最近邻之间的耦合分别为J1 - 60 K和J2 80 K。量子模型的基态是一个螺旋形,约化的亚晶格磁化强度为0.62 μ B,螺距角为84 °,均由量子效应重整化。提出的螺旋基态的Cu 2GeO 4开辟了一条道路,磁电效应在这个化合物。
2011-03-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hall effect in cuprates with incommensurate spin-density wave
无公度螺旋自旋密度波(SDW)的存在已被提出来解释在掺杂$p^*$的霍尔数$n_H$中测量的$p$(空穴掺杂)到$1+p$的跳跃。在这里,我们探讨{ \it共线}不相称的SDW作为这种现象的另一种可能的解释,不同于不相称的{ \it螺旋} SDW的建议。我们研究了不同的SDW强度和波矢的影响,我们发现,$n_H\sim p$的行为是很难复制在低掺杂。计算的$n_H$和费米面给出了应该观察到的特征,因此在实验中缺乏这些特征表明,无公度的共线SDW不太可能是一个很好的候选人来解释在赝能隙区观察到的$n_H\sim p$。
2017-11-18 cond-mat.str-el
Non-collinear Magnetic Order in the Double Perovskites: Double Exchange on a Geometrically Frustrated Lattice
A_2BB 'O_6型双钙钛矿通常包含一个具有大磁矩的过渡金属离子B和一个非磁性离子B'。虽然许多双钙钛矿是铁磁的,但对基础模型的研究揭示了反铁磁相的可能性,以及由电子离域驱动的可能性。本文采用自旋-费米子蒙特卡罗方法和变分计算相结合的方法,对三维最小双钙钛矿模型的磁基态和T_c标度进行了全面的研究。与其中有效磁晶格是二分的二维相比,三维涉及几何阻挫面心立方(FCC)晶格。这促进了非共线螺旋状态和“通量”一样的阶段,除了共线反铁磁秩序。我们绘制出可能的磁相位变化的电子密度,'水平分离'的B_B-B_B ',和关键的B'-B'(下一个邻居)跳跃t'。
2011-05-03 cond-mat.str-el
Soft magnon contributions to dielectric constant in spiral magnets with domain walls
竞争磁交换相互作用通常导致非共线磁状态,例如自旋螺旋,其打破反转对称性并诱导铁电极化。由此产生的磁自由度和介电自由度之间的强相互作用导致通过电场控制磁序的技术上重要的可能性,并导致电磁振子,可以由电磁场的电偶极子激发的磁激发。本文研究了手征畴壁对螺旋磁体磁电性能的影响。我们使用一个准一维模型哈密顿与竞争海森堡交换相互作用,导致自旋螺旋,和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用,耦合自旋和电偶极子和混合磁振子和声子激发。结果表明,低频介电异常的螺旋磁体,如TbMnO 3和MnWO 4,可能源于混合磁振子极性声子激发与畴壁。
2020-12-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin Casimir Effect in Non-collinear Quantum Antiferromagnets
Casimir效应是物理学中的一种普遍现象,它是由静态或缓变边界对任意场的真空涨落进行修正而产生的。然而,它的自旋版本很少涉及,主要是由于量子自旋系统中的宏观边界很难定义。本文研究了一般非共线有序量子反铁磁体中自旋波零点涨落引起的自旋Casimir效应。这种自旋Casimir效应导致了局域自旋之间的自旋力矩,并进一步导致自旋波理论框架中的各种奇异和发散结果,使标准的$1/S$展开过程失效。为了避免这种困境,我们开发了一个自洽的自旋波展开方法,它保持自旋波展开远离奇点和发散。在我们的方法中进行了详细的自旋波分析的反铁磁自旋1/2海森堡模型的空间各向异性三角晶格。我们的结果表明,螺旋序只在$0.5<α<1.2$区域是稳定的,其中$α$是耦合常数的比值.另外,$1.2<α<2$区的不稳定性是由于自旋Casimir效应引起的,而不是由于亚晶格磁化消失引起的.这种扩展的螺旋不稳定区除了由无序诱导的Neel相引起的量子有序外,还可能存在一些量子无序相。此外,我们的方法提供了一个有效和方便的工具,可以估计正确的交换参数和勾勒出量子相图,这可能是有用的实验拟合过程中的挫折量子磁体。
2015-12-10 cond-mat.str-el
Spin-liquid versus spiral-order phases in the anisotropic triangular lattice
研究了各向异性三角晶格上哈伯德模型中磁相和自旋液相之间的竞争,该竞争由两个不同空间方向的跳跃参数t和t'描述,并与层状有机电荷转移盐有关.通过使用变分的方法,包括螺旋磁序,我们提供了坚实的证据表明,自旋液相是稳定的强相关制度,并接近各向同性限制t '/t=1。否则,磁有序的螺旋状态被发现,连接(共线)Néel和(共面)120°相位。从非限制性Hartree-Fock近似获得的螺旋相位的螺距矢量在存在电子相关性的情况下基本上被重整化,并且Néel相位在相图的宽区域中稳定,即,对于t '/t < 0.75。我们讨论了有机电荷转移盐的背景下,这些结果。
2013-01-31 cond-mat.str-el
Evolution of magnetic correlation in doped Hubbard model with altermagnetic spin splitting
School of Science, Harbin Institute of Technology, Shenzhen(哈尔滨理工大学深圳校区理学院);Shenzhen Key Laboratory of Advanced Functional Carbon Materials Research and Comprehensive Application(深圳市先进功能碳材料研究及综合应用重点实验室);Department of Physics, City University of Hong Kong(香港城市大学物理系);Department of Physics, Jiangsu University(江苏大学物理系)
研究通过量子蒙特卡洛方法揭示了掺杂Hubbard模型中自旋分裂对磁相关性演化的影响,发现从反铁磁序到非共线螺旋序的转变,以及短程相关性的出现。
2026-03-13 cond-mat.str-el
Formation of spiral ordering by magnetic field in frustrated anisotropic antiferromagnets
本文从理论上讨论了在$T=0$上沿易磁化轴施加磁场时,双轴各向异性或偶极力作用下的阻挫反铁磁体的相变。随着磁场的增加,出现了一系列著名的相变:常规自旋翻转和螺旋面在强易轴各向异性和弱易轴各向异性下的翻转。我们认为,少得多的研究情况下,可以出现在中等各向异性的磁场诱导的第一阶从共线状态与螺旋排序相的过渡。在平均场近似下导出了这些跃迁的临界场,并给出了实现这些跃迁的必要条件。我们发现,在多铁性MnWO $_4$中发现的相变序列之一,实验和数值(在相关模型)和我们的理论再现定量的数值结果。
2019-08-13 cond-mat.str-el
Switching of a large anomalous Hall effect between metamagnetic phases of a non-collinear antiferromagnet
反常霍尔效应(AHE)在长程有序铁磁体中表现为横向于电流的电压,并且通常与磁化强度成比例,通常认为反铁磁体中的尺寸可以忽略不计,这是由于它们的低均匀磁化。然而,最近的实验和理论表明,某些反铁磁体与非共线的安排的磁矩表现出相当大的自发AHE在零场由于非零Berry曲率所产生的量子力学相位的电子的波函数。在这里,我们表明,反铁磁Mn5Si3单晶exibit一个大的AHE,这是强烈的各向异性,并显示多个转变与符号的变化,在不同的磁场由于场诱导的磁结构的重排,尽管只有微小的变化的总磁化强度。多个非共线磁相的存在为探索AHE的细节和霍尔效应对磁织构细节的敏感性提供了独特的可能性。
2016-09-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Incommensurate spin-density wave in two-dimensional Hubbard model
本文研究了正方晶格上二维哈伯德模型的磁相图。我们考虑螺旋和共线的无公度磁状态。同时考虑了螺旋磁相发生相分离的可能性。我们的研究表明,所有列出的阶段似乎是基态在一定的参数模型。讨论了所得结果与实际材料,如铜基高温超导体的关系。
2011-09-12 cond-mat.str-el
Collinear Spin-density-wave Order and Anisotropic Spin Fluctuations in the Frustrated $J_1$--$J_2$ Chain Magnet NaCuMoO$_4$(OH)
通过单晶NMR和热容测量建立了准一维磁体NaCuMoO $_4$(OH)的相图。$^{23}$ Na和$^1$ 1H NMR实验分别表明在$B_c$ = 1.5-1.8 T以下和以上的螺旋和共线自旋密度波(SDW)级。此外,在顺磁状态以上的SDW转变温度,核自旋-晶格弛豫速率$1/T_1$表明各向异性自旋波动,有带隙的激发在横向频谱,但在纵向频谱的无带隙的。这些静态和动态特性很好地描述了一个理论模型,假设准一维链与竞争的铁磁最近邻相互作用$J_1$和反铁磁次近邻相互作用$J_2$($J_1$ - $J_2$链)。NaCuMoO $_4$(OH)具有良好的晶体质量和一维性,是一种很有前途的化合物,可以用来解释阻挫$J_1$ - $J_2$链的独特物理性质。
2017-11-08 cond-mat.str-el
Modified spin-wave theory with ordering vector optimization II: Spatially anisotropic triangular lattice and $J_1J_2J_3$ model with Heisenberg interactions
利用Takahashi的改进的自旋波(MSW)理论和序矢量优化方法,研究了空间各向异性三角晶格和次近邻耦合正方晶格($J_1J_2J_3$模型)上$S=1/2$海森堡量子反铁磁体的基态相位.我们比较了MSW的结果与精确对角化和投影纠缠对态的计算,证明其定性和定量的可靠性。我们发现,MSW理论正确地占强大的量子效应的磁相位的有序矢量的模型正在调查中:特别是共线磁秩序促进非共线(螺旋)秩序的费用,和几个螺旋状态,这是稳定的经典水平,从量子相图消失。此外,共线态和非共线态从来没有连续连接,但它们被MSW分解的参数区域分开,表明可能出现非磁性基态。在空间各向异性的三角形晶格的情况下,一个大的击穿区域也出现在弱耦合链之间构成的晶格,这表明可能发生的一个大的非磁性区域连续连接的自旋液体状态的非耦合链。
2010-12-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Spiral magnetic order, non-uniform states and electron correlations in the conducting transition metal systems
基态磁相图计算的Hubbard和$s$ - $d$交换(近藤)模型的正方形和简单立方晶格与带填充和相互作用参数。由于在后者的模型中的局部化的时刻的存在下的结果的差异进行了讨论。我们采用广义Hartree-Fock近似(HFA)来处理公度铁磁(FM),反铁磁(AFM),和无公度(螺旋)磁相。在哈伯德模型中采用Kotliar-Ruckenstein从玻色子近似(SBA)考虑了电子关联。这种方法的主要优点是顺磁相的正确定性描述:与HFA相比,其能量变得相当低,并且磁相能量的增益大大降低。
2016-09-14 cond-mat.str-el
Properties of the spin liquid phase in the vicinity of the Néel - Spin-Spiral Lifshitz transition in frustrated magnets
30年前,Ioffe和Larkin指出了形成带隙自旋液体的一般机制。当经典二维受抑海森堡磁体经历共线Néel相和自旋螺旋相之间的Lifshitz转变时,量子效应通常导致夹在Néel相和自旋螺旋相之间的自旋液相的发展.本文利用场论方法研究了这种普遍自旋液相的性质。我们研究了利弗希茨点附近的相图,并计算了临界点的位置,激发光谱和自旋-自旋关联函数。我们认为在二维Lifshitz点(LP)附近的自旋液体类似于整数自旋一维链中的带隙的Halfenstein相。我们还考虑了一个具体的例子,一个挫折系统的螺旋Néel LP,$J_1-J_3$反铁磁体的正方形晶格上,表现出自旋液体的行为。我们提出了这个模型的数值级数展开计算和比较的计算结果与发达的场论的预测。
2018-04-12 cond-mat.str-el
Electric field-induced domain wall motion in spin spiral multiferroics
本文研究了螺旋多铁体中电场诱导的畴壁运动,构建了变分模型并推导了运动方程,发现畴壁速度与电场呈线性关系且依赖于系统几何与畴结构。
2024-02-16 cond-mat.str-el
Non-collinear order and gapless superconductivity in s-wave magnetic superconductors
我们研究磁性超导体的行为,其中包括电子之间的局部吸引相互作用,以及局部矩和电子之间的耦合。我们解决这个'哈伯德-近藤'模型通过变分最小化在零温度和验证结果通过蒙特卡罗的基础上静态辅助场分解的哈伯德相互作用。在磁耦合窗口,扩大与增加吸引力的相互作用的基态支持同时磁和超导秩序。配对振幅保持s波一样,没有显着的空间调制,而磁相位从铁磁体,通过非共线的“螺旋”状态,到尼尔状态的密度和磁耦合的增加。我们发现,在中等磁耦合下,反铁磁-超导态是无隙的,除了Neel序区。我们绘制出的密度,磁耦合和吸引力的相互作用方面的相图,建立在基态的电子色散和有效的“费米面”,通过Monte Carlo提供的磁性和超导温标的估计,并比较我们的结果,硼碳化物上的可用数据。
2016-05-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
High temperature non-collinear magnetism in a classical bilinear-biquadratic Heisenberg model
出于磁驱动的高温铁电行为的CuO和随后的理论努力来理解这一有趣的现象,我们研究了一个二维正方形晶格的自旋模型,它具有一些关键功能的模型提出的CuO。该模型包括最近和次最近邻自旋之间的海森堡耦合,以及最近邻自旋之间的双二次耦合。我们使用变分计算和经典的蒙特卡罗模拟相结合的零温度和有限温度下研究这个模型。我们发现,即使是任意弱的双二次耦合在选择磁基态中起着至关重要的作用。更重要的是,一个非共线的磁性状态,其特征在于一个有限的自旋电流,在有限的温度下是稳定的。有趣的是,本模型既不包括反演对称性破缺项,也不包括晶格畸变的影响,在哈密顿量。我们的结论是,在高温下的非共线磁性,在CuO中观察到的,可以解释通过纯自旋哈密顿。我们发现,螺旋相是不均匀的,并稳定的熵效应。我们的研究表明,高阶相互作用项是至关重要的,如果更强的相互作用与晶格几何一起考虑产生一个近简并的磁状态。在这项工作中提出的结论是特别相关的非共线的磁性和铁电性在高温下观察到的氧化铜。
2013-09-07 cond-mat.other cond-mat.str-el
Magnetic States, Correlation Effects and Metal-Insulator Transition in FCC Lattice
利用Kotliar和Ruckenstein的从玻色子方法研究了面心立方晶格单带哈伯德模型的基态磁相图(包括共线态和螺旋态)及相应的金属-绝缘体相变(MIT).关联引起的电子光谱变窄和广义Hartree-Fock近似的比较允许一个估计的相关效应的强度。这和MIT的情况一样,极大地依赖于次最近和最近的电子跳跃积分$t'/t$的比值。与金属态相比,绝缘体态具有较强的带窄化,而金属态的带窄化程度较低。MIT的磁(斯莱特)方案被认为是优于莫特之一。与简单和体心立方晶格不同,MIT是大多数$t'/t$的一级跃迁。绝缘体态是II型或III型反铁磁体,金属态是自旋螺旋、共线反铁磁体或顺磁体,取决于$t'/t$。磁有序的图片相比,在标准的局域电子(海森堡)模型。
2016-09-05 cond-mat.str-el
Spiral to stripe transition in the two-dimensional Hubbard model
本文在热力学极限下通过平均场方程和Landau自由能分析,完整刻画了二维Hubbard模型中螺旋态到条纹态的转变,发现随空穴掺杂增加依次出现Néel态、圆螺旋态、多螺旋态和条纹态,并给出包含涨落效应的定性相图。
2024-03-14 cond-mat.str-el
Emergent quantum phases in a frustrated J1-J2 Heisenberg model on hyperhoneycomb lattice
我们研究了三维超蜂窝晶格上受抑J1-J2海森堡模型的量子基态和经典极限。我们的研究受到最近发现的β-Li 2 IrO 3的启发,其中Ir^{4+}离子形成3D网络,每个晶格位置与三个最近的邻居相连。我们重点研究了次近邻自旋相互作用引起的磁阻挫效应。由于铱酸盐或其他5d过渡金属氧化物中存在大量的5d轨道,这种相互作用可能是显著的。在经典极限下,当J2/J1 \gtrsim = 0.17时,基态流形由螺旋磁序波矢的线简并给出,而当J2/J1 = 0.5时,共线条纹磁序包含在简并流形中.采用自旋波理论中的半经典$1/S$展开和Schwinger玻色子方法研究了量子有序-无序效应。通常,对于相图的大部分,从经典退化流形中选择某些共面螺旋阶。尽管如此,量子涨落在J2/J1 = 0.5附近的扩展参数区域中更倾向于共线条纹有序而不是螺旋有序,尽管底层哈密顿量具有自旋旋转不变性。这与海森伯-基塔耶夫模型中条纹有序的出现形成对比,在海森伯-基塔耶夫模型中,基塔耶夫型伊辛相互作用对稳定条纹有序很重要。当量子涨落变强时,U(1)和Z2量子自旋液体相通过Neel,stripy和spiral磁有序相的量子无序而出现.磁各向异性的影响和它们的相关性,以未来的实验进行了讨论。
2014-03-11 cond-mat.str-el
Highly Dispersive Scattering From Defects In Non-Collinear Magnets
我们证明了非共线磁体中的点状缺陷在磁振子散射中产生了高度色散的结构,违反了其动量独立性的标准范式。对于一个单一的杂质自旋耦合到一个原型的非共线反铁磁体,我们发现,解决方案是由一个独特的色散结构与其动量依赖设置的磁振子色散和移位的有序矢量。这一特征是umklapp散射的杂质诱导的自旋织构,这是由于主机系统的非共线基态的结果。详细结果的交错和均匀磁化的这种纹理,以及T-矩阵的数值线性自旋波理论。
2012-12-12 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Phase transition in a magnetic field in V2-yO3 (y=0 and 0.04)
研究了磁场对三氧化二钒体系的两个长程有序磁相:共线绝缘反铁磁(AFI)和无公度金属横向自旋密度波(SDW)的影响. 18 T的场对标称V2 O3样品的AFI相影响很小。V1.96 O3的横向SDW相可以被施加在螺旋自旋平面上的4.6(3)-T磁场抑制,而沿螺旋轴施加相同的磁场对SDW相的影响很小。
2000-12-15 cond-mat.str-el
Quantum phases of ferromagnetically coupled dimers on Shastry-Sutherland lattice
Shastry-Sutherland晶格(SSL)上的反铁磁耦合二聚体的基态(gs)稳定了许多奇异相,并已被广泛研究。铁磁耦合二聚体在SSL上的gs性质同样重要,但尚未探索。在这个模型中,沿$x$轴($J_x$)和$y$轴($J_y$)的交换耦合是铁磁的,对角交换耦合($J$)是反铁磁的.本文采用密度矩阵重整化群(DMRG)方法,数值研究了铁磁耦合二聚体模型的量子相图。我们注意到在$J_x$ - $J_y$参数空间中,该模型表现出六个有趣的相:(I)条纹$(0,π)$,(II)条纹$(π,0)$,(III)完全二聚体,(IV)$X$ -螺旋,(V)$Y$ -螺旋和(VI)铁磁相.这些量子相的相边界确定使用的相关函数和gs能量。我们也注意到在这个系统中的关联长度在大多数的参数区域中小于四个晶格单位。研究了$X$ -螺旋和$Y$ -螺旋相位的非共线行为以及螺距角对模型参数的依赖性。
2021-12-06 cond-mat.str-el
Topological Defects and the Spin Glass Phase of Cuprates
我们提出铜酸盐的自旋玻璃相是由于反铁磁序螺旋扭曲的拓扑缺陷的扩散。我们的理论直接解释了在这个阶段中同时存在的短程无公度磁关联和完全的a-b对称性破缺。通过重整化群计算,我们证明了共线O(3)/O(2)对称性对于局域非共线关联的形成是不稳定的.一个关键的障碍强度确定超过拓扑缺陷增殖已经在零温度。
2001-12-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el