Low temperature measurements of the ac magnetic susceptibility along the [110] direction of a single crystal of the dipolar spin ice material Ho2Ti2O7, in zero static field, are presented. While behavior that is qualitatively consistent with previous work on Ho2Ti2O7 and the related material Dy2Ti2O7 is observed, this work extends measurements to appreciably lower temperatures and frequencies. In the freezing regime, below 1 K, the dynamics are found to be temperature activated, thus well described by an Arrhenius law with an activation energy close to 6J_eff, a result that is not easily explained with the current model of magnetic monopole excitations in dipolar spin ice. The form and temperature dependence of the ac susceptibility spectra are found to be nontrivial and distinct from standard glassy relaxation. Particular attention has been paid to correcting for the demagnetization effect, which is quite significant in these materials and has important, even qualitative, effects on the susceptibility spectra.
一个夹点奇异性的结构因子的特点是一类重要的凝聚态物质，这是一个对立面的范例破缺对称性。这个级别包括水冰，充电冰和旋转冰。其中，偶极自旋冰提供了卓越的模型系统，因为它有一个完善的哈密顿量，足够简单，可以进行分析理论和数值模拟，并在实验中很好地表示为Dy $_{2}$ Ti $_{2}$ O $_{7}$和Ho $_{2}$ Ti $_{2}$ O $_{7}$。然而，这是一个相当大的挑战，以解决在模拟或实验中的夹点，因为它们代表了一个非常长的范围内的相关性。在这里，我们提出了极自旋冰的极化中子散射结构因子的高分辨率模拟和新的分析理论的夹点轮廓。我们将这些与现有的理论和实验进行比较。我们发现，我们的模拟是一致的理论，揭示捏点是无限尖锐的，作为一个结果，未屏蔽偶极场。然而，无论是模拟还是这些理论都与实验不一致，而是通过一种理论定量地捕获，该理论允许对偶极场进行筛选，从而使夹点强烈加宽。这个引人注目的悖论并不容易解决：现有理论似乎已经排除了随机无序导致的夹点加宽，而汉密尔顿描述中的缺陷则不相关。有趣的是，我们不得不考虑量子涨落的作用，或者对模拟偶极系统的标准方法或极化中子散射理论进行基本修正的可能性。更一般地说，我们的研究结果可能具有远远超出冰系统的相关性。例如，自旋冰是Debye-Hückel（磁性）电解质模型，因此我们的基本观察结果是，屏蔽长度可能会发散，而…
Non-monotonic residual entropy in diluted spin ice: a comparison between Monte Carlo simulations of diluted dipolar spin ice models and experimental results
自旋冰材料，如Dy_2Ti_2O_7和Ho_2Ti_2O_7，在过去的15年里一直是人们非常感兴趣的主题。它们的低温强关联态可以映射到普通水冰的质子无序态上，因此，自旋冰显示出与水冰相同的低温剩余鲍林熵。有趣的是，它是在以前的研究中发现的[X。Ke { \it et. al.}物理修订版信函{ \bf 99}，137203（2007）]，在磁性稀土离子（Dy^{3+}和Ho^{3+}）被非磁性钇（Y^{3+}）离子稀释时，剩余熵{ \it非单调地}依赖于Y^{3+}离子的浓度。在目前的工作中，我们报告的结果从蒙特卡罗模拟的网站稀释微观偶极自旋冰模型（DSIM），占定量的实验比热测量，因此也为剩余熵，作为稀释的函数，为Dy 2 Ti 2 O 7和Ho 2 Ti 2 O 7。稀释物理显示的磁比热数据的主要特点是定量捕获的稀释DSIM高达，并包括，85%的磁性离子稀释（x=1.7）。先前报道的偏离Dy 2 Ti 2 O 7与Ho 2 Ti 2 O 7之间的剩余熵，以及与一个网站稀释变量的鲍林近似，从而合理化，通过网站稀释的DSIM。对于90%（x=1.8）和95%（x=1.9）的磁性离子稀释，我们发现实验和Monte Carlo比热结果之间的显着差异。我们讨论了这种分歧的一些可能原因。
Nanoscale Dipolar Fields in Artificial Spin Ice Probed by Scanning NV Magnetometry
RPTU University Kaiserslautern-Landau, Department of Physics and State Research Center OPTIMAS（凯泽斯劳滕-兰道工业大学物理系及OPTIMAS州立研究中心）；Thomas J. Watson College of Engineering and Applied Science, Binghamton University（宾汉姆顿大学托马斯·J·沃森工程与应用科学学院）；Department of Physics & Astronomy, University of Delaware（特拉华大学物理与天文学系）
Classical symmetry enriched topological orders and distinct monopole charges for dipole-octupole spin ices
International Center for Quantum Materials, Peking University（北京大学量子材料中心）；Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学李政道研究所）；Collaborative Innovation Center of Quantum Matter（量子物质协同创新中心）；The University of Hong Kong, Shenzhen Institute of Research and Innovation（香港大学深圳研究院）；Beijing Key Laboratory of Quantum Devices, Peking University（北京大学量子器件北京市重点实验室）
3D XY Universality and Nonlinear magnetic susceptibility in a kagome ice compound
Beihang University（北京航空航天大学）；University of Augsburg（奥格斯堡大学）；ShanghaiTech University（上海科技大学）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；Colorado State University（科罗拉多州立大学）；Rutherford Appleton Laboratory（卢瑟福·阿普尔顿实验室）；Forshungszentrum Jülich GmbH（于利希研究中心有限公司）；Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
Pauling entropy, metastability and equilibrium in Dy$_2$Ti$_2$O$_7$ spin ice
根据热力学第三定律确定经典自旋冰材料Dy $_2$ Ti $_2$ O $_7$中鲍林熵的命运已经成为理解冰规则状态的存在和稳定性的重要测试案例。自旋冰的标准模型--偶极自旋冰模型--预测了在$T\approx 0.15$ K下的有序转变，但Pomaranski $et\ al.$最近的实验表明，在高达$0.5$ K的温度下，熵在长时间尺度上恢复，这太高了，与理论不符。利用中子散射和比热测量在低温和长时间尺度（$0.35$ K $/10^6$ s和$0.5$ K $/10^5$ s）在几个同位素富集的样品，我们没有发现减少冰规则相关性或自旋熵的证据。中子结构因子的高分辨率模拟表明，自旋相关性仍然很好地描述了偶极自旋冰模型在所有温度下。此外，通过仔细考虑超精细的贡献，我们得出结论，拉米雷斯$et\ al.$的原始熵测量，毕竟，基本上是正确的：在该研究中使用的短时弛豫方法给出了一个相当准确的估计平衡自旋冰熵由于取消的贡献。
Spin dynamics of the quantum dipolar magnet Yb$_3$Ga$_5$O$_{12}$ in an external field
我们研究了镱镓石榴石Yb $_{3}$ Ga $_{5}$ O $_{12}$在顺磁相以上的假设的磁性转变在$T_λ \approx 54$ mK。我们的研究将磁化率和比热测量与中子散射实验和理论计算相结合。低于500 mK，弹性中子响应在动量空间中强烈地达到峰值。与此同时，非弹性谱发展平坦的激励模式。在磁场中，最低能量分支遵循塞曼位移，根据场依赖的比热数据。在小的磁场中证明了自旋偏离场方向的中间态。在2 T的磁场中，总磁化强度几乎饱和，并且通过仅考虑偶极-偶极相互作用的自旋波计算很好地再现了测量的激发谱。由磁化率测量得到的小的正居里-外斯温度也由偶极自旋模型解释。总之，我们的结果表明，Yb $_{3}$ Ga $_{5}$ O $_{12}$是一个量子偶极磁体。
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。
Dynamics of domain growth driven by dipolar interactions in a perpendicularly magnetized ultrathin film
对垂直磁化的Fe/2 ML Ni/W（110）双金属薄膜的交流磁化率的测量表明，该系统支持的条纹状畴结构中畴生长和畴密度变化的动力学特征是清晰的。在0.20 K/s < R < 0.70 K/s范围内，随着升温速率的增加，磁化率峰向高温移动。使用松弛模型的分析表明，定量的动力学驱动的非平衡域密度在（近）零场（即偶极相互作用），和温度的变化是由于响应时间由局部域壁段的钉扎结构缺陷。由偶极相互作用驱动的畴密度弛豫的基本时间尺度比由外加场驱动的单个巴克豪森步骤的基本时间尺度慢10^5倍。基本时间尺度的增加反映了偶极子和塞曼能量的相对大小，以及需要许多局部畴壁段的相关运动来影响畴生长。
Crystal-field states and defect levels in candidate quantum spin ice Ce$_{2}$Hf$_{2}$O$_{7}$
本文报道了焦亚硝酸铈粉末和单晶样品的合成及其中子衍射、热重分析和X射线吸收光谱的表征。我们评估非磁性Ce $^{4+}$缺陷的量，并使用此结果来解释使用非弹性中子散射观察到的晶体-电场跃迁的光谱。这些单离子跃迁的分析表明，偶极八极性质的基态二重态和自旋晶格耦合的显着程度。从光谱获得的晶体-电场参数计算的单离子性质与低至约1 K的体磁化率数据非常一致。在此温度以下，磁化率的行为表明相关的制度，没有显示任何迹象的磁长程序或冻结到0.08 K。我们得出的结论是，Ce $_2$ Hf $_2$ O $_{7}$是研究量子物质奇异相关态的另一个候选者，例如最近认为存在于同构化合物Ce $_2$ Sn $_2$ O $_7$和Ce $_2$ Zr $_2$ O $_7$中的八极量子自旋冰。
利用宽带铁磁共振谱研究了在晶格面内施加磁场的情况下，Ni 80 Fe 20人工正方形自旋冰晶格的磁化动力学.实验观察到的色散显示了丰富的频谱模式对应于不同的磁化状态。这些磁化状态是由交换和偶极个别岛屿之间的相互作用，证实了半解析模型。在低于400 Oe的低场区，发现了模谱的滞后行为，微磁学模拟揭示了所观察到的谱的起源是由于单个纳米磁体的不同磁化状态的初始化。我们的研究结果表明，它可能是可能的，以确定自旋冰状态的共振实验，是第一步走向理解的人工几何挫磁系统在高频制度。
