We propose a classical model Hamiltonian with a ground state presenting a spin ice structure. We analyze the introduction of metastable excitations on this ground state, showing the emergence of pairs of magnetic monopoles. The interaction between monopoles and dipoles in the system is studied. As a consequence, we obtain an effective nonlocal interaction between monopoles and dipoles from a local classical spin model.
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。
First-principles design of the spinel iridate Ir2O4 for high-temperature quantum spin ice
与自旋冰相关的绝缘磁性稀土高温超导体拥有涌现的玻色子单极自旋子，它们服从量子电动力学的磁性模拟，并可能开辟一条通往电子学磁性模拟的道路。然而，稀土磁矩之间相互作用的能量尺度是如此之低，以至于只有在亚开尔文才能实现可能的量子相干性。在这里，我们从第一性原理出发设计了高温量子自旋冰材料。结果表明，A-位脱嵌尖晶石铱酸盐Ir 2 O 4，这已被实验生长为外延薄膜，是一个有前途的候选人的量子自旋冰与自旋冰规则的相互作用的几十meV。通过衬底控制Ir 2 O 4的电子结构，可以调节磁相互作用，使得磁性库仑液体在高温下持续存在。
Spin ice behavior in Dy2Sn2-xSbxO7+x/2 and Dy2NbScO7
我们报告的磁性和热性能的Dy 2Sn 2-xSbxO 7 +x/2，x = 0，0.25，和0.5，和Dy 2NbScO 7。我们在Dy_2Sn_2-xSb_xO_（7 +x/2）材料中发现了类伊辛单离子基态的证据。这些材料具有几乎相同的零点熵的正则自旋冰Ho 2 Ti 2 O 7和Dy 2 Ti 2 O 7，强烈表明，它们在低温下的自旋冰状态。我们还观察到在Dy_2NbScO_7中零点熵有所降低，这可能与更高水平的阳离子无序有关。在这些材料中，在烧绿石晶格的B位上具有阳离子无序的类冰状态为在无序存在下自旋冰行为的鲁棒性提供了新的证据。
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）
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。
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。
