Dimensionality selection in a molecule-based magnet
Paul A. Goddard, Jamie L. Manson, John Singleton, Isabel Franke, Tom Lancaster, Andrew J. Steele, Stephen J. Blundell, Christopher Baines, Francis L. Pratt, Ros… 展开作者
Paul A. Goddard, Jamie L. Manson, John Singleton, Isabel Franke, Tom Lancaster, Andrew J. Steele, Stephen J. Blundell, Christopher Baines, Francis L. Pratt, Ross D. McDonald, Oscar E. Ayala-Valenzuela, Jordan F. Corbey, Heather I. Southerland, Pinaki Sengupta, John A. Schlueter
Gaining control of the building blocks of magnetic materials and thereby achieving particular characteristics will make possible the design and growth of bespoke magnetic devices. While progress in the synthesis of molecular materials, and especially coordination polymers, represents a significant step towards this goal, the ability to tune the magnetic interactions within a particular framework remains in its infancy. Here we demonstrate a chemical method which achieves dimensionality selection via preferential inhibition of the magnetic exchange in an $S=1/2$ antiferromagnet along one crystal direction, switching the system from being quasi-two- to quasi-one-dimensional while effectively maintaining the nearest-neighbour coupling strength.
Dimensionality-driven spin-flop transition in quasi-one-dimensional PrBa2Cu4O8
在准一维铜酸盐PrBa $_2$ Cu $_4$ O $_8$中，Pr阳离子在17 K零场下反铁磁有序.通过结合磁化率，转矩磁力，比热和链间传输测量，各向异性的温度-磁场相图与此相关的排序已经绘制出来。Pr亚晶格中的低温自旋翻转转变被发现发生在与金属CuO链的基态中的维度交叉相同的磁场强度和取向处。这种巧合表明，自旋重取向是由各向异性Rudermann-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用的变化驱动的，该相互作用由传导电子的有效维度的相应变化引起。
Reduced Dimensionality and Magnetic Frustration in KCr$_3$As$_3$
研究了新发现的化合物KCr $_3$ As $_3$的电子结构和磁性。非磁性态有五个费米面片，分别涉及三个准一维能带和两个三维能带。然而，基态是磁性的，表现出一种新的层间反铁磁秩序的基本块自旋状态的一个单位铬三角形保持高自旋幅度。此外，它的费米面只涉及三个一维片，由于降维，提供了该化合物中局部矩的证据。通过拟合扭曲自旋管模型，发现由局部磁矩引起的磁挫弛豫，导致无隙自旋激发。预期在增加层内交换相互作用后，将出现向无序低块自旋态的阻挫诱导转变。
Two-Dimensionality of Magnetic Excitations on the Trellis Lattice: (La,Sr,Ca)$_{14}$Cu$_{24}$O$_{41}$ and SrCu$_2$O$_3$
我们探索格子上的磁激发的性质，这是相关的所谓的电话号码化合物A $_{14}$ Cu $_{24}$ O $_{41}$和系统SrCu $_2$ O $_3$。格状晶格由两个腿的梯子，耦合在一个强烈的挫折的方式。我们使用的有效模型得到一个单一的两个腿自旋梯计算二维的一个三体子色散和相应的一个三体子的贡献的动力学结构因子。特别注意的是令人沮丧的阶梯间的磁交换的签名。详细的建议，这种交换的非弹性中子散射实验中的实验检测。
Reduced dimensionality in layered quantum dimer magnets: Frustration vs. inhomogeneous condensates
受BaCuSi_2 O_6实验的启发，我们研究了具有层间阻挫的层状二聚体磁体的磁激发和量子相变。我们考虑了两种情况，（A）一个晶格与一个二聚体每个单元格和完美的层间挫折，和（B）一个扩大的单元格与不等层，有和没有完美的挫折。在所有情况下，在渐近低温下的临界行为是三维的，但相应的交叉尺度可能很小。情形（B）中的磁有序可以用两种凝聚体来讨论;值得注意的是，完全阻挫使得邻近效应无效。然后，有序转换将被一般地分裂，在可测量的属性中具有清晰的签名。利用广义键算符方法，计算了顺磁相和反铁磁相的低温磁性。基于现有的BaCuSi 2 O 6实验数据，我们提出在这种材料中实现具有不等效层和不完美挫折的情况（B），可能具有沿c轴的层间耦合的附加调制。
