Dzyaloshinsky-Moriya Anisotropy in the Spin-1/2 Kagomé Compound ZnCu$_{3}$(OH)$_{6}$Cl$_{2}$
我们报告的Dzyaloshinsky-Moriya相互作用，占主导地位的磁各向异性项的\kagome自旋1/2化合物{ \herbert }的测定。通过对高温电子自旋共振（ESR）谱的分析，发现其主要组分$|D_z|=15(1)$ K垂直于\kagome面。通过ESR谱线宽度随温度的变化，我们观察到在低于$\sim$ 150 K时，最近邻自旋-自旋关联的建立。
2008-07-17 cond-mat.str-el
^{63}Cu, ^{35}Cl, and ^{1}H NMR in the S=1/2 Kagomé Lattice ZnCu_{3}(OH)_{6}Cl_{2}
ZnCu $_{3}$（OH）$_{6}$ Cl $_{2}$（$S=1/2$）是理想的Kagomé Heisenberg反铁磁体的一个有希望的新候选者，因为在低至$\sim$ 50 mK时没有磁相变。我们用核磁共振技术研究了它的局域磁环境和晶格环境。我们表明，内在的本地自旋磁化率{ \it减少}向T=0，但缓慢冻结的晶格附近$\sim$ 50 K，推测与OH键，有助于本地自旋磁化率及其分布的大幅度增加。T=0附近的自旋动力学在强磁场下服从幂律行为。
2008-01-11 cond-mat.str-el
Ground state and excitation properties of the quantum kagomé system ZnCu$_{3}$(OH)$_{6}$Cl$_{2}$ investigated by local probes
我们表征的基态和激发光谱的$S=1/2$，名义上纯和完美的kagomé系统ZnCu $_{3}$（OH）$_{6}$ Cl $_{2}$使用以下测量：磁化强度，μ子自旋旋转频移$K$，横向弛豫时间$T_{2}^{\ast}$，零场弛豫，和Cl核自旋晶格弛豫$T_{1}$。我们没有发现单重态形成的迹象，没有长程有序或自旋冻结，甚至在低至60 mK的温度下也没有自旋Peierls转变的迹象。态密度具有$E^{1/4}$能量依赖性，对激发的间隙可以忽略不计。
2006-12-28 cond-mat.str-el
Low temperature magnetization of the S=1/2 kagome antiferromagnet ZnCu_3(OH)_6Cl_2
我们测量了S=1/2 kagome反铁磁体Herbertsmithite的直流磁化强度，其值可低至0.1K。没有自旋冻结的迹象，观察到与前muSR和交流磁化率的结果。低温磁响应由缺陷贡献主导，其表现出新的能量标度$\simeq 1$ K，可能反映了缺陷的耦合。当磁场强度H> 8 T时，缺陷成分在低温下达到饱和，这使我们能够估计T=1.7K时非饱和的本征可果美磁化率的上限。
2007-10-02 cond-mat.str-el
17O NMR study of the intrinsic magnetic susceptibility and spin dynamics of the quantum kagome antiferromagnet ZnCu3(OH)6Cl2
我们报告通过17 O NMR，一个明确的本地确定的内在可果美晶格自旋磁化率，以及周围的非磁性缺陷产生的自然Zn/ Cu交换在S=1/2（Cu 2+）herbertsmithite ZnCu 3（OH）6Cl 2化合物。解决了单重态-三重态间隙的问题。缺陷周围的磁响应被发现显着不同，从观察到的非挫折反铁磁材料。最后，我们根据Cu和Cl NMR数据[cond-mat 070314]讨论了我们的弛豫测量，并提出了激发的平坦q依赖性。
2008-01-08 cond-mat.str-el
Dzyaloshinskii-Moriya anisotropy and non-magnetic impurities in the $s = 1/2$ kagome system ZnCu_3(OH)_6Cl_2
受最近对ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$的核磁共振实验的启发，我们提出了一个精确对角化研究的非磁性杂质和Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）相互作用的联合作用在$s = 1/2$ kagome反铁磁体。对外加场的局部响应和相关矩阵数据表明，$D = 0$的每个杂质周围发生的二聚体冻结至少持续到$D/J\simeq 0.06$，其中$J$和$D$分别表示交换能和DM相互作用能。在$D/J\simeq 0.1$处发生了向（$Q = 0$）半经典、120 $^\circ$态的相变，该相变有利于大$D$。然而，二聚体旁边的杂质网站保持强大的值$D \sim J$，远高于这个临界点，因此不完全参与有序状态。我们讨论了我们的实验结果对ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$的影响。
2009-03-17 cond-mat.str-el
Weak Ferromagnetic Exchange and Anomalous Specific Heat in ZnCu3(OH)6Cl2
在自旋为1/2的可果美反铁磁体ZnCu 3（OH）6 Cl 2中存在过多的低能自旋激发的实验证据，可以从自旋子耦合到U（1）规范场的扩展费米面来理解。我们进行变分计算来研究这样的状态可能是能量上可行的可能性。一个Gutzwiller投影波函数再现了DMRG先前发现的kagome带的二聚化。应用于完整的kagome晶格表明，包含一个小的铁磁次近邻相互作用有利于基态与自旋费米表面。
2008-01-28 cond-mat.str-el
Freezing of the Lattice in the Kagome Lattice Heisenberg Antiferromagnet Zn-barlowite ZnCu$_3$(OD)$_6$FBr
用$^{79}$ Br核四极共振（NQR）方法研究了Kagome晶格Heisenberg反铁磁体Zn-barlowite中Cu-Cu超交换作用$J$ ~（$\simeq160$ ~K）的超慢晶格动力学。在50~K以下，晶格完全冻结，由于晶格畸变的增加，$^{79}$ Br NQR的线形变宽了一倍.此外，冻结的晶格在横向自旋回波衰减中表现出振荡分量，这是通过间接核自旋-自旋相互作用进行的核自旋配对的典型特征。这表明在低于$\sim30$ ~K时，一些Br位通过一对kagome Cu位形成结构二聚体，然后逐渐出现自旋单线态.我们的研究结果强调了微妙的结构扭曲在确定的性质的无序磁基态的戈薇晶格中发挥的重要作用。
2022-03-08 cond-mat.str-el
Spin Dynamics of the Spin-1/2 Kagome Lattice Antiferromagnet ZnCu_3(OH)_6Cl_2
我们对S=1/2 kagome晶格反铁磁体ZnCu_3（OH）_6Cl_2进行了热力学和中子散射测量。磁化率表明居里-外斯温度约为-300 K;然而，在50 mK以下没有观察到磁序。非弹性中子散射揭示了一个频谱的低能量自旋激发没有观察到的差距下降到0.1毫电子伏。低温比热遵循指数小于或等于1的幂律。这些结果表明，一个不寻常的自旋液体状态，基本上是无带隙激发实现在这个kagome晶格系统。
2007-04-02 cond-mat.str-el
Gapless ground state in the archetypal quantum kagome antiferromagnet ZnCu$_3$(OH)$_6$Cl$_2$
自旋液体是量子物质的奇异相，挑战了朗道的破环相变范式。尽管有很强的交换作用，自旋不会有序或冻结到零温度。虽然一维量子反铁磁体已经建立，但在量子涨落不那么剧烈的高维中，实现和理解这种状态代表了理论和实验上的主要问题。在这方面，最简单的最近邻海森堡反铁磁哈密顿量的高度挫折戈薇晶格已被证明是一个迷人的和鼓舞人心的模型。它的基态的确切性质仍然难以捉摸，自旋间隙的存在是区分各种自旋液体的首要问题。在这里，通过低温核磁共振（NMR）高品质单晶的对比实验，我们挑出kagome磁化率和相应的动力学在kagome原型，矿物herbertsmithite，ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$。我们坚定地得出结论，这种材料不窝藏任何自旋间隙，这恢复了收敛与最近的数值结果，促进一个无隙狄拉克自旋液体的海森堡kagome反铁磁体的基态。
2019-11-21 cond-mat.str-el
Power-law dynamics in the spin-liquid kagome lattices SrCr8Ga4O19 and ZnCu3(OH)6Cl2
我们考虑了用μ子自旋弛豫（muSR）技术测量的SrCr_8Ga_4O_（19）和ZnCu_3（OH）_6Cl_2自旋液体系统的极化函数P^{exp}_Z（t）。我们给出了P^{exp}_Z（t）的函数形式，表明在0.1 K量级的温度范围内，磁关联的谱权函数F（ω）与1/|ω| ^{1 -x}（0 < x < 1），即\hbar ω~ 1 μeV。我们从现有实验数据的拟合中推导出F（ω）中涉及的参数。探测毫电子伏能量范围内F（ω）的非弹性中子散射数据与更常规的行为一致。这些差异可能是由于各种自旋动力学机制，即可果美层固有的或与这些化合物中已证实的磁性缺陷有关，作用于不同的能量。提出了新的muSR测量方法，并提出了理论发展，以确定发挥作用的机制。
2022-06-09 cond-mat.str-el
Local Spin Susceptibility of the S=1/2 Kagome Lattice in ZnCu3(OD)6Cl2
我们报告单晶2-D NMR调查的近理想自旋S=1/2 kagome晶格ZnCu 3（OD）6Cl 2。我们成功地确定了2-D NMR信号来自最近的邻居的Cu 2+缺陷占据Zn网站。从2-D奈特位移测量，我们表明，弱相互作用的Cu 2+自旋在这些缺陷导致大居里-外斯增强对T=0常见的散装磁化率数据。我们估计的内在自旋磁化率的戈薇飞机减去缺陷的贡献，并探讨了几种情况。
2011-07-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Comment on "Correlated impurities and intrinsic spin liquid physics in the kagome material Herbertsmithite" (T. H. Han et al., Phys. Rev. B 94, 060409(R) (2016))
最近，Han等人基于将杂质对其热力学性质的贡献与可果美晶格的贡献分开，对观察到的$\rm ZnCu_{3}(OH)_6Cl_2$赫氏硅钙石的行为进行了分析。作者开发了一个杂质模型来解释实验数据，并声称它与可果美层中存在的小自旋能隙是相容的。我们认为，他们提倡的模型是有问题的，与$\rm ZnCu_{3}(OH)_6Cl_2$的内在属性的观察和解释在最近的实验和理论研究相冲突。我们表明，在可果美层的间隙的存在本身并不是一个至关重要的，因为它不支配的热力学和运输性能的$\rm ZnCu_3(OH)_6Cl_2$。磁场中热输运的测量可以阐明$\rm ZnCu_{3}(OH)_6Cl_2$自旋液体物理的量子临界特性。
2016-09-18 cond-mat.str-el
Magnetic susceptibility and specific heat of the spin-1/2 Heisenberg model on the kagome lattice and experimental data on ZnCu3(OH)6Cl2
本文采用高温展开和精确对角化方法计算了自旋为1/2的海森堡模型在kagome晶格上的磁化率和比热。我们将结果与Helton等人[Phys. Rev. Lett. 98，107204（2007）]。当k_BT/J~0.2时，我们的计算准确地再现了实验的磁化率，交换作用J~ 190 K，弱相互作用杂质自旋的贡献为3.7%。我们的比热计算和实验之间的比较表明，低温熵（低于~ 20 K）在ZnCu 3（OH）6Cl 2比在戈薇海森堡模型，在系统中的其他相互作用的可能签名较小。
2007-10-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Nuclear relaxation rates in the Herbertsmithite Kagome antiferromagnets ZnCu3(OH)6Cl2
利用Moriyas Gaussian近似和多频矩外推法计算了Kagome晶格上自旋半海森堡反铁磁体的局域谱函数和核磁弛豫率（1/T1）.的温度依赖性的计算速率进行比较与氧1/T1核磁共振数据在Herbertsmithite。我们发现，高斯近似1/T1的行为定性类似于实验的速率急剧下降，在低温下，与自旋能隙的行为一致。然而，即使在室温下，这种近似也大大低估了1/T1的大小。从外推的多个频率的时刻得到的速率给出非常好的协议与室温NMR数据与J = 195 +/- 20 K和超精细耦合独立于其他测量确定。多个频率矩的使用还导致在局部结构因子中的附加低频权重。我们的计算与较高的频率时刻的收敛在低温下分解，这表明在系统中存在较长范围的动态相关性，尽管非常短范围的静态相关性。
2016-09-01 cond-mat.str-el
Magnetic Susceptibility of the Kagome Antiferromagnet ZnCu3(OH)6Cl2
我们分析了实验数据的磁化率的材料ZnCu 3（OH）6Cl 2的Kagome晶格海森堡模型（KLHM），讨论可能的作用杂质自旋，稀释，交换各向异性，以及面外和面内的Dzyaloshinsky-Moriya（DM）各向异性，明确的理论计算使用的数值关联簇（NLC）方法和精确对角化（ED）。高温实验数据用J=170 K的纯Heisenberg模型进行了很好的描述。我们发现，在T=75 K附近的磁化率突然回升是由于DM相互作用。我们还观察到，在中间温度下，低于T=J，我们计算的KLHM的磁化率符合幂律T^{-0.25}。
2007-05-17 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Variational study of the ground state and spin dynamics of the spin-$\frac{1}{2}$ Kagome antiferromagnetic Heisenberg model and its implication on Hebertsmithite ZnCu$_{3}$(OH)$_{6}$Cl$_{2}$
我们发现自旋- $\frac{1}{2}$ Kagome反铁磁海森堡模型（自旋- $\frac{1}{2}$ KAFH）的最佳RVB态是由一个$Z_{2}$带隙的平均场模型描述的，它的平均场自旋子色散与广泛研究的$U(1)$ Dirac自旋液体态的平均场自旋子色散非常不同.然而，我们发现，从Gutzwiller投影RPA（GRPA）理论计算的物理自旋涨落谱以上这样的RVB状态实际上是无隙的，几乎是相同的$U(1)$狄拉克自旋液体状态。我们发现，这种特殊的行为可以归因于Kagome晶格上独特的平带物理，它使得平均场与RVB态之间的映射是非内射的。我们发现自旋- $\frac{1}{2}$ KAFH的自旋涨落谱并非毫无特征，而是在$\mathbf{M}$点附近的$0.25J$附近有一个显著的谱峰，该谱峰位于延伸到$2.7J$的宽连续谱中.基于这些结果，我们认为，低于2毫电子伏的谱峰的非弹性中子散射（INS）谱的Hebertsmithite ZnCu $_{3}$（OH）$_{6}$ Cl $_{2}$，这已归因于贡献的Cu $^{2+}$杂质自旋占据Zn $^{2+}$网站，而应被理解为本征贡献的可果美层。我们建议验证这样的图片，通过测量的骑士位移的Cu网站，而不是O网站，这是几乎盲目的自旋波动在$\mathbf{M}$点作为一个结果的强反铁磁相关最近的相邻自旋之间的可果美晶格。
2020-09-08 cond-mat.str-el
Re-entrance of Gapless Quantum Spin Liquids Observed in a Newly Synthesized Spin-1/2 Kagome Antiferromagnet $ZnCu_{3}(OH)_{6}SO_{4}$
量子自旋液体（QSL）是一种具有奇异激发的物质状态，理论上预测最有可能在S=1/2的kagome反铁磁体中实现。在实验上寻找候选材料是凝聚态物理的一大挑战，迄今为止只有两个这样的候选材料被报道。本文报道了一种新的自旋为1/2的kagome反铁磁体ZnCu_3（OH）_6SO_4的合成。在低于50 mK的温度下没有观察到磁有序，尽管有一个中等高的外斯温度θW ~ -79 K。这强烈表明该材料是一种新的QSL候选材料。最有趣的是，磁比热在两个低温区明显呈现线性行为。这两种行为完全对应于两个温度无关的磁化率。这些结果一致地揭示了在最低温度下无带隙QSL态的一种新的再进入现象。这一发现为QSL基态和激发态的研究提供了新的视角，并将激发新的理论和实验研究。
2013-11-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Infrared phonons as a probe of a spin-liquid states in herbertsmithite ZnCu3(OH)6Cl2
本文报道了一种单结晶铁碳镁石在平行和垂直于铜原子可果美面两种偏振方向上的红外反射光谱随温度的变化关系。我们观察到的异常加宽的低频声子可能引起的奇异的动态磁序的自旋液体的波动。
2017-01-23 cond-mat.str-el
Chemo-Structural Disorder in the kagomé spin $S$ = 1/2 systems ZnCu$_3$(OH)$_6$Cl$_2$ and YCu$_3$(OH)$_{6}$Br$_{2}$[Br$_x$(OH)$_{1-x}$]
通过单晶衍射研究kagomé自旋1/2体系中Zn-Cu位点混合导致的化学-结构无序，发现特定组分下无序消失并出现由磁-声子耦合驱动的低温结构相变，物理性质与Cl同系物相似。
2024-11-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Emergence of spin singlets with inhomogeneous gaps in the kagome Heisenberg antiferromagnets Zn-barlowite and herbertsmithite
由挫挫自旋排列在角共享三角形晶格中形成的kagome Heisenberg反铁磁体是容纳由纠缠自旋单态组成的量子自旋液体（QSL）基态的主要候选者。但是，由于存在各种竞争态，因此很难对QSL的基态进行令人信服的理论预测，需要从模型材料中寻找实验线索。kagome晶格材料Zn-barlowite ZnCu $_{3}$（OD）$_{6}$ FBr和herbertsmithite ZnCu $_{3}$（OD）$_{6}$ Cl $_2$不表现出长程序，并且它们被认为是迄今已知的kagome海森堡反铁磁体的最佳实现。本文利用$^{63}$ Cu原子核四极共振结合拉普拉斯逆变换（ILT），对无序影响下精细量子基态的不均匀性进行了局域探测。我们提出了直接的证据与空间变化的激发间隙的自旋单线态的逐渐出现，但即使在远低于超交换能量标度的温度下，其分数被限制在约60%的总自旋。理论模型需要考虑无序的作用，以解释观察到的非均匀间隙行为。
2022-03-08 cond-mat.str-el
Thermodynamic Properties of the Quantum Spin Liquid Candidate ZnCu$_{3}$(OH)$_{6}$Cl$_{2}$ in High Magnetic Fields
我们报告的比热和磁化强度的单晶样品的自旋1/2 kagome化合物ZnCu $_{3}$（OH）$_{6}$ Cl $_{2}$（herbertsmithite），一个有前途的量子自旋液体的候选人，在高磁场和低温下的测量。在$T$ = 0.4 K时，磁化强度达到$μ_{0}H$ = 55 T，表明在高于$\sim10$ T的磁场中弱相互作用杂质磁矩达到饱和。在高达18 T的磁场中，测量比热低至$T < 0.4$ K，揭示了$T$ -线性和$T$ -平方贡献。的$T$线性贡献是令人惊讶的大，并表明在大的应用领域的无隙激发的存在。这些结果进一步突出了不寻常的激发光谱的自旋液体基态的herbertsmithite。
2014-02-11 cond-mat.str-el
Studies of non-magnetic impurities in the spin-1/2 Kagome Antiferromagnet
受ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$最近实验的启发，我们研究了自旋为1/2的Kagome反铁磁体在掺杂杂质存在下的非均匀Knight位移（局域磁化率）.用高温级数展开法计算了T=0.4J时的局部磁化率及其分布。在低温下，我们探讨了狄拉克自旋液体的建议，并计算了本地磁化率在平均场和超越平均场使用Gutzwiller投影，发现整体图片是一致的NMR实验。
2008-02-03 cond-mat.str-el
The symmetry of the spin Hamiltonian in herbertsmithite, a spin-1/2 kagomé lattice
本文对ZnCu $_{3}$（OH）$_{6}$ Cl $_{2}$取向粉末沿取向场和垂直于取向场的磁化强度进行了测量。我们发现两个方向的磁化强度有很大的不同。它在低测量场$H$或高温下最大。我们表明，在高温下的差异必须出现伊辛交换各向异性。这使我们能够解释μ子自旋旋转数据在$T\to 0$在一个异国情调的铁磁基态。
2009-04-21 cond-mat.str-el
Spin-1/2 kagome compounds: volborthite vs herbertsmithite
为了得到自旋为1/2的kagome反铁磁体的本征性质的信息，比较了两种kagome化合物，volborthite Cu_3V_2O_7（OH）_2·2H_2O和herbertsmithite ZnCu_3（OH）_6Cl_2。Volborthite在T ~ J / 4处显示出宽的最大值，并且在T = 0处接近大的有限值的体磁化率chi_bulk以及来自NMR测量的局部磁化率chi_local。这些必须是自旋为1/2的kagome反铁磁体的固有性质，因为在chi_local中也报道了赫氏铁磁石的类似行为[Olariu A等人，2008 Phys. Rev. Lett.，100 087202]。杂质的影响，可能会显着影响散装性能进行了讨论。
2008-10-23 cond-mat.str-el
Quantum phase transition induced by Dzyaloshinskii-Moriya in the kagome antiferromagnet
我们认为，当Dzyaloshinskiii-Moriya耦合增加时，S=1/2的kagome反铁磁体发生了量子相变.对于$D<D_c$，系统处于无矩相，而对于$D>D_c$，系统形成反铁磁长程序。量子临界点被发现是$D_c \simeq 0.1J$使用精确对角化和有限尺寸标度。这表明可果美化合物ZnCu $_3(OH)$ _6 $Cl$ _3$可能处于由该不动点控制的量子临界区。
2008-07-09 cond-mat.str-el
Structure and magnetism of S = 1/2 kagome antiferromagnets NiCu3(OH)6Cl2 and CoCu3(OH)6Cl2
采用旋转压力容器水热法成功地合成了S = 1/2 kagome反铁磁体MCu_3（OH）_6Cl_2（M = Ni和Co）。结构表征表明，这两种化合物具有与ZnCu_3（OH）_6Cl_2相似的晶体结构，具有R-3 m对称性。与ZnCu_3（OH）_6Cl_2类似，化合物在2K下没有明显的滞后现象。交流磁化率测量结果表明，NiCu_3（OH）_6Cl_2和CoCu_3（OH）_6Cl_2在低温（分别为6.0和3.5K）下都发生了自旋玻璃转变.它表明没有长程磁序和强烈的自旋挫折。磁性离子Ni ~（2+）或Co ~（2+）取代Zn ~（2+），有效地增强了层间交换耦合，改变了kagome自旋体系的基态。
2012-12-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interplay of thermal and quantum spin fluctuations on the kagome lattice
我们提出了一个拉曼光谱研究的Herbertsmithite ZnCu 3（OH）6Cl 2，第一次实现的海森堡s=1/2反铁磁体上的一个完美的kagome晶格。该化合物的磁激发谱主要由两个组成部分，高温准弹性信号和低温，宽的最大值。后者有一个线性的低能量斜率，并延伸到高能量。我们已经研究了这两个信号的温度依赖性和对称性。我们的数据与以前的计算结果一致，并指出自旋液体基态。
2010-06-10 cond-mat.str-el
Lattice dynamics in the spin-1/2 frustrated kagome compound herbertsmithite
我们通过红外光谱测量和从头算密度泛函理论计算相结合的方法研究了自旋为1/2的受抑可果美化合物Herbertsmithite ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$的晶格动力学，并提供了一个明确的归属红外激活晶格振动涉及面内和面外原子位移的可果美层.在冷却时，非热红移和加宽出现具体的模式，变形的可果美层或影响的Cu-O-Cu键角，从而产生显着的修改的反铁磁交换耦合。我们的结果表明，存在一个强的磁弹性耦合的自旋系统。我们讨论了这种耦合的影响和它的关系，最近的实验报告的全球对称性减少的戈薇晶格对称性。
2020-02-10 cond-mat.str-el
Magnetically ordered and kagome quantum spin liquid states in the Zn-doped claringbullite series
对氘代克拉菱沸石和掺锌克拉菱沸石（Zn $_x$ Cu $_{4-x}$（OD）$_{6}$ FCl）粉末样品进行了中子散射测量。在低温下，辉硅钙石Cu $_4$（OD）$_{6}$ FCl形成具有长程磁有序和自旋波磁激发的畸变烧绿石晶格.部分Zn掺杂导致名义ZnCu $_3$（OD）$_{6}$ FCl化合物，一种几何阻挫自旋1/2 kagome反铁磁体，在低至1.5 K时没有向磁序的转变。磁激发形成了一个无隙连续谱，这是量子自旋液体中分数激发的特征。
2022-11-15 cond-mat.str-el
$μ$SR Insight into the Impurity Problem in Quantum Kagome Antiferromagnets
杂质，这是固有的存在于任何真实的材料，可能会发挥重要的作用，与自旋液体基态的阻挫自旋系统的磁性。我们通过μ子自旋谱研究ZnCu $_3$（OH）$_6$ SO $_4$（锌-金红石）来解决量子可果美反铁磁体中的杂质问题。我们表明，μ介子耦合到杂质磁性，源自铜锌intersite无序，和杂质是高度相关的kagome自旋，使我们能够通过近藤效应探测内在的kagome物理。局部磁化率的低温平台表明自旋液体基态是无带隙的。相应的自旋涨落表现出非常规的谱密度和有趣的场依赖性。
2016-08-01 cond-mat.str-el
Instabilities of Spin-Liquid States in a Quantum Kagome Antiferromagnet
由于几何挫折而产生的自旋液体的涌现行为使它们成为一种有趣的物质状态。我们表明，在量子kagome反铁磁体ZnCu $_3$（OH）$_6$ SO $_4$中存在几种不同的相关但波动的状态。通过结合互补的本地探测技术与中子散射，我们发现了一个交叉从临界制度到一个无间隙的自旋液相随着温度的降低。后一相的额外非常规不稳定性导致在最低温度下稳定的第二种不同的自旋液体状态。我们将这种复杂的行为作为不同受抑量子磁体的共同特征。
2016-02-23 cond-mat.str-el
Projected wavefunction study of Spin-1/2 Heisenberg model on the Kagome lattice
本文利用Gutzwiller投影波函数研究了自旋为1/2的海森堡模型在Kagome晶格上的几种自旋液体态的能量。结果表明，U（1）-Dirac自旋液体态具有最低的能量。此外，即使没有变分参数，能量也非常接近于精确对角化的结果。我们证明了这样一个U（1）-Dirac态代表一个量子相，它的低能物理是由四种耦合到U（1）规范场的二分量Dirac费米子控制的.这些结果进行了讨论的背景下，最近的实验ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$。
2006-11-15 cond-mat.str-el
Thermodynamic Properties of Kagome Antiferromagnets with different Perturbations
讨论了Kagome晶格海森堡模型（KLHM）在高温和中温下的热力学性质的几种小扰动，包括居里杂质、稀释、面内和面外的Dzyaloshinski-Moria（DM）各向异性和交换各向异性.我们研究了居里杂质和稀释在均匀磁化率行为中的综合作用。我们还研究了比热和熵随各向异性的变化。探索了它们与新发现的材料ZnCu 3（OH）6Cl 2的相关性。我们发现，磁化率是很好地描述了约6%的杂质和稀释。我们还发现，材料和KLHM之间的熵差可以用DM参数D_z/J~0.1来描述。
2009-02-23 cond-mat.str-el
Dynamic Scaling in the Susceptibility of the Spin-1\2 Kagome Lattice Antiferromagnet Herbertsmithite
自旋为1/2的kagome晶格反铁磁矿物ZnCu $_{3}$（OH）$_{6}$ Cl $_{2}$是量子自旋液体基态的候选材料。我们表明，这种材料的磁响应显示一个不寻常的标度关系，在这两个散装交流磁化率和低能量动态磁化率测量的非弹性中子散射。$χT^α$与$α\simeq 0.66$的量可以表示为$H/T$或$ω/T$的通用函数。这种缩放讨论中看到的系统中的无序或接近量子临界点的影响类似的行为。
2010-04-06 cond-mat.str-el
Valence Bond Glass Phase in the Diluted Kagome Antiferromagnets
本文提出了Kagome格点海森堡模型价键晶相中的位稀释理论。空位点的存在导致穿过杂质的强单线键。它还产生了一个自由自旋，在单位晶胞内离域。淬灭杂质的有限浓度导致价键玻璃相。这个阶段有短程价键顺序，没有自旋间隙，大自旋磁化率，线性比热由于两个级别的系统，以及单重态和三重态激发分解成扭结反扭结对离域在几个晶格常数。它提供了一个框架的热力学，中子和拉曼测量的综合理解的Herbertsmithite材料ZnCu 3（OH）6Cl 2，包括最近报道的H/T和Ω/T缩放。
2010-02-27 cond-mat.str-el
Strong relevance of Zinc impurity in the spin-$\frac{1}{2}$ Kagome quantum antiferromagnets: a variational study
通过变分优化研究自旋-$\ rac{1}{2}$ Kagome量子反铁磁体，发现非磁性锌杂质会显著改变局部自旋关联并引起磁响应的空间振荡，为$U(1)$ Dirac自旋液体中的Dirac节点提供了确凿证据。
2023-10-11 cond-mat.str-el
Field-Induced Freezing of a Quantum Spin Liquid on the Kagome Lattice
本文报道了S= 12 Cu ~（2+）反铁磁体Herbertsmithite ZnCu_3（OH）_6Cl_2在磁场为2 ~ 12 T、温度为45 mK时的~（17）O NMR谱。虽然Herbertsmithite在零磁场下表现出无带隙的自旋液体行为，但我们发现在亚开尔文温度下由外加磁场诱导的自旋固相不稳定性。后一阶段显示出很大程度上抑制的时刻$\lesssim 0.1\muB$和缺口的激励。H-T相图表明在小而有限的磁场μ 0 Hc=1.55（25）T处存在量子临界点。我们讨论了这一发现的光的微扰Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，理论上提出了维持量子临界制度的量子戈薇海森堡反铁磁模型。
2011-11-29 cond-mat.str-el
Topological excitations and the dynamic structure factor of spin liquids on the kagome lattice
最近对自旋为1/2的kagome晶格反铁磁体ZnCu 3（OH）6Cl 2（Herbertsmithite）的中子散射实验首次提供了在二维空间中量子自旋液体状态中的分数激发的证据。与现有的自旋液体理论模型相比，测得的动态结构因子揭示了一个激发连续体，它是显着平坦的频率的函数，几乎没有动量依赖性沿几个高对称性方向。在这里，我们表明，许多实验观察到的功能可以解释在Z2自旋液体的拓扑vison激发的存在。这些介子在可果美晶格上形成平坦的能带，因此充当自旋携带激发的动量汇，这些自旋携带激发通过中子散射探测。我们计算了两种不同的Z2自旋液体的动态结构因子，发现其中一种描述了Herbertsmithite以及以上的一个非常低的能量截止。
2013-08-09 cond-mat.str-el
Kagome lattice antiferromagnets and Dzyaloshinsky-Moriya interactions
利用数值关联集团展开和精确对角化方法，研究了面内（D_p）和面外（D_z）Dzyaloshinsky-Moriya（DM）相互作用对kagome晶格上自旋为1/2的海森堡模型热力学性质的影响，并与交换各向异性和稀释等其他微扰的影响进行了对比.我们发现，不同的DM各向异性的组合导致各种各样的热力学行为，这是相当不同的，从大多数其他扰动。我们认为，在ZnCu_3（OH）_6Cl_2材料的磁化率实验中看到的突然上升可以理解的Dzyaloshinsky-Moriya各向异性与D_p> |D_z|。我们还表明，所测得的材料的比热提出了进一步的限制允许DM参数。
2007-11-02 cond-mat.str-el
Kagome quantum spin systems in the atacamite family
我们提出了水热合成，以及单晶体的结构和化学分析的化合物EuCu $_{3}$（OH）$_{6}$ Cl $_{3}$，Zn $_{x}$ Cu $_{4-x}$（OH）$_{6}$（NO $_{3}$）$_{2}$和haydeeite，MgCu $_{3}$（OH）$_{6}$ Cl $_{2}$都来自atacamite家庭。对这些系统进行了低至1.8 K的磁性和比热测量。EuCu $_{3}$（OH）$_{6}$ Cl $_{3}$具有在15 K下有序的受抑反铁磁Cu $^{2+}$基态、强各向异性和来自Van Vleck顺磁Eu $^{3+}$贡献的增加的磁化。ZnCu $_{3}$（OH）$_{6}$（NO $_{3}$）$_{2}$在9 K时显示出反铁磁有序，而对钙钛矿单晶的测量证实了在4.2 K时的铁磁有序，易磁化轴在可果梅平面内。这些结果证明，氯铜矿家族提出了一个广泛的一类材料与有趣的磁基态。
2018-10-22 cond-mat.str-el
Topological Thermal Hall Effect in Frustrated Kagomé Antiferromagnets
在阻挫磁体中，由自旋轨道耦合引起的Dzyaloshinsky-Moriya相互作用可以诱导磁长程有序。在这里，我们报告了一个理论预测的热霍尔效应阻挫kagomé磁体，如KCr $_3$（OH）$_6$（SO 4）$_2$和KFe $_3$（OH）$_{6}$（SO $_{4}$）$_2$。这些材料中的热霍尔效应是由标量自旋手性引起的，而不是以前研究中的自旋手性。标量自旋手征源于非共面自旋织构引起的磁场诱导手征自旋组态，但一般情况下，手征自旋手征可以自发地发展为量子自旋液体中的宏观序参量.因此，我们推断，有一种热霍尔效应的可能性阻挫kagomé磁铁，如herbertsmithite ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$和铬化合物Ca $_{10}$ Cr $_7$ O $_{28}$，虽然它们也显示出磁序在磁场或压力的存在下。
2017-01-16 cond-mat.str-el
Magnetization Plateau Observed by Ultra-High Field Faraday Rotation in a Kagomé Antiferromagnet Herbertsmithite
为了研究ZnCu 3（OH）6Cl 2的强场磁化过程，在高达190 T的磁场中对单晶进行了法拉第旋转（FR）测量.从FR角评估的磁化数据在低温下表现出150 T以上的饱和行为，这归因于1/3磁化平台。基于最近邻海森堡模型的理论模型再现了磁化过程的整体行为。这表明在基态下，赫氏石是一种近似的可果美反铁磁体，拥有一种理想的量子自旋液体。一个显着的特点是超线性磁化强度的增加，这是在对比的布里渊函数型增加通过常规的磁化强度测量观察到的，并表示从位于Zn网站的FR信号的自由自旋的贡献减少。
2020-09-26 cond-mat.str-el
Universal scaling of the specific heat in $S=1/2$ quantum kagome antiferromagnet herbertsmithite
尽管进行了大量的研究，自旋为1/2的kagome海森堡反铁磁体中实现的量子自旋液体态在很大程度上仍然是难以捉摸的。在赫氏矿ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$（完美可果美晶格上的量子自旋液体候选物）中，由于其晶体结构内存在层间Cu/Zn反位无序，精确表征可果美层的本征物理性质是极其具有挑战性的。本文对磁场中的单矿物的比热和热导率进行了高分辨率的测量。我们的研究结果突出了由可果美层作为$T/H$（温度/磁场）的函数所产生的内禀磁比热贡献的出色的标度崩溃。此外，在零和施加的磁场中没有观察到热导率$κ/T(T\rightarrow 0)$中的剩余线性项，这表明不存在巡回无间隙激励。这些结果提出了一个新的图像的量子自旋液体状态的可果美层的赫氏硅钙石，其中本地化的孤儿自旋出现和相互作用与随机交换与非巡回量子自旋液体。
2021-06-14 cond-mat.str-el
Correlated impurities and intrinsic spin liquid physics in the kagome material Herbertsmithite
低能非弹性中子散射在可果美自旋液体化合物ZnCu 3（OD）6Cl 2（Herbertsmithite）单晶上揭示了能量转移E < 0.8 meV（~J/20）时杂质自旋之间的反铁磁相关性。动量的依赖性显着不同，从更高的能量散射所产生的内在的戈薇自旋。低能量波动的特点是波矢（1 0 0）和（0 0 3/2）附近的漫散射，这是一致的反铁磁相邻的三角形（Zn）中间层上的最近邻铜杂质对之间的相关性。相应的杂质晶格类似于一个简单的立方晶格在稀释极限低于逾渗阈值。这样的杂质模型可以描述先前的中子、NMR和比热数据。低能中子的数据是一致的存在下，一个小的自旋间隙（Δ ~ 0.7 meV）的可果美层，类似于最近观察到的NMR。区分铜杂质散射和平面可果美铜自旋散射的能力为探索本征自旋液体物理提供了新的途径。
2015-12-21 cond-mat.str-el
Electron Doping a Kagome Spin Liquid
ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$是自旋液体的二维卡戈梅晶格实现，具有分数激发和带隙基态的证据。这种量子自旋液体被认为是高温超导的基础，并被预测会产生大量的新态，包括$1/3$ rd电子掺杂的狄拉克金属。本文报道了从$x$ = 0到$x$ = 1.8（$3/5$ th per Cu $^{2+}$）的电子掺杂ZnLi $_x$ Cu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$的拓扑化学合成。与预期相反，没有金属性或超导性诱导。相反，我们发现一个系统的抑制磁行为的相图。我们的研究结果表明，重要的理论工作需要理解和预测掺杂的作用，在磁阻窄带绝缘体，特别是局部结构无序和电子局域化的趋势之间的相互作用，并为未来的掺杂自旋液体的研究铺平了道路。
2016-10-14 cond-mat.str-el
Scale-free antiferromagnetic fluctuations in the S=1/2 kagome antiferromagnet herbertsmithite
赫贝斯密斯矿[ZnCu 3（OH）6 Cl 2]是s = 1/2 kagome反铁磁体的一种接近理想的实现，其中子能谱和漫中子散射揭示了量子自旋液体的标志性性质：在没有时间平均有序矩的情况下，瞬时短程反铁磁关联。这些动力学反铁磁关联仅很弱地依赖于中子能量转移和温度，并持续到25 meV和120 K。在低能量转移的磁散射的低Q值的位移观察到随着温度的升高，提供了无隙自旋的证据。有人认为，这些意见提供了重要的证据，有利于（掺杂）莫特绝缘体的RVB理论。
2009-12-21 cond-mat.str-el
Holon Wigner Crystal in a Lightly Doped Kagome Quantum Spin Liquid
我们解决了轻掺杂的自旋液体的问题，通过大规模的密度矩阵重整化群（DMRG）研究的$t$ - $J$模型上的一个小的，但非零浓度，$δ$，掺杂空穴的Kagome晶格。现在普遍认为，未掺杂的（$δ=0$）自旋1/2海森堡反铁磁体具有自旋液体基态。理论上，这种自旋液体的轻掺杂可以产生高温超导体或奇异拓扑费米液体金属（FL $^\ast$）。相反，我们推断掺杂空穴形成绝缘电荷密度波态，每个单元格有一个掺杂空穴-即维格纳晶体（WC）。自旋关联仍然是短程的，就像在自旋液体母态中一样，我们由此推断，这种状态是无自旋的holon（WC $^\ast$）晶体，而不是空穴晶体。我们的研究结果可能与可果美晶格Herbertsmithite $\rm ZnCu_3(OH)_6Cl_2$掺杂有关。
2017-03-17 cond-mat.str-el
Barlowite as a canted antiferromagnet: theory and experiment
本文研究了新合成的含Cu 2+离子呈完美kagome排列的巴洛石Cu 4（OH）6 FBr的结构、电子和磁性。与自旋液体候选者的铁橄榄石ZnCu 3（OH）6Cl 2相比，由于F-和Br-与Cl-相比所采用的不同键合环境，在巴洛石中的可果美层是完美对齐的。通过密度泛函理论计算，得到了具有Cu 2+位的Cu 4（OH）6 FBr的Heisenberg哈密顿参数.交换耦合的3D网络与大量的Dzyaloshinskiii-Moriya耦合一起导致该化合物在TN=15 K时的倾斜反铁磁有序，如通过对单晶的磁化率测量所观察到的。
2014-12-15 cond-mat.str-el
The many faces of quantum kagome materials: Interplay of further-neighbour exchange and Dzyaloshinskii-Moriya interaction
各种格点化合物的发现极大地丰富了阻挫磁性领域。这些材料表现出各种各样的宏观行为，从磁序到量子自旋液体。利用大尺度精确对角化方法，构造了具有$z$轴Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用$D_z$的$S=1/2$ $J_1$ - $J_2$ kagome Heisenberg模型的相图.我们表明，该模型可以系统地解释许多实验观察到的阶段。小的$J_2$和$D_z$可以分别稳定有间隙和无间隙的自旋液体。当$J_2$或$D_z$是实质性的时，基态形成$\mathbf{Q}=0$、$120^\textrm{o}$反铁磁序。诱导磁转变的临界强度为在$J_2=0$处的$D^c_z \sim 0.1\, J_1$和在$D_z=0$处的$J^c_2\sim 0.4\, J_1$。先前报道的磷镁矾[ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$ ]的$D_z$和$J_2$值使该化合物非常接近量子临界点。
2015-08-06 cond-mat.str-el
Heat Transport in Herbertsmithite: Can a Quantum Spin Liquid Survive Disorder?
可以说，自旋进入长期寻求的量子自旋液体（QSL）状态的最有利的情况是当它们位于可果美晶格上时。关于这个有希望的平台的真正基态，在理论上还没有达成共识。实验工作主要依赖于一种原型材料ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$，也导致了多种可能性。除了哈密顿量中微妙的相互作用外，在大多数实验探测器都难以找到的真实材料ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$中，还有与无序相关的额外复杂程度。在这里，我们求助于热传输测量，一个更干净的探针，而不是直接贡献，无序只影响来自戈薇自旋的信号。对于ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$和相关的QSL候选物Cu $_3$ Zn（OH）$_6$ FBr，我们没有观察到任何自旋激发或任何场诱导变化对热导率的贡献。这些结果对这两种kagome化合物的基态的各种情况施加了不同的约束：虽然有隙的QSL，或某些量子顺磁态以外的QSL，是与我们的结果兼容，无隙的QSL必须显着修改的无序，使无隙的自旋激发局域化。
2021-05-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fractionalized excitations in the spin liquid state of a kagomé lattice antiferromagnet
磁性材料中可能会出现新的物理学，其中量子涨落由于维度的降低和强烈的挫败而增强。一个长期寻找的例子是共振价键（RVB）状态，其中原子磁矩是强相关的，但即使在T -> 0的极限下也不会有序或冻结。RVB的基态不破坏传统的对称性，如晶格平移或自旋旋转。这种量子自旋液体在二维空间中的实现将代表一种新的物质状态。人们认为自旋液体物理在高温超导现象中起着重要的作用，自旋液体状态的拓扑性质可能在量子信息领域中有应用。我们提出了自旋1/2 kagomé晶格反铁磁体ZnCu 3（OD）6Cl 2（也称为herbertsmithite）的单晶样品的自旋激发的中子散射测量。我们在二维磁体中观察到的自旋连续体是第一个引人注目的。这些结果可以作为赫氏体中量子自旋液体状态的关键指纹。
2013-07-18 cond-mat.str-el
Raman signature of the U(1) Dirac spin-liquid state in spin-1/2 kagome system
我们采用Shastry-Shraiman公式计算Hubbard系统的Raman散射，并考虑自旋为1/2的“完美”kagome晶格的ZnCu_3（OH）_6Cl_2的Raman强度分布，假设基态由U（1）Dirac自旋液体态很好地描述。在拉曼T矩阵的推导过程中，我们发现自旋手征项在可果美晶格的A_{2g}通道中出现在t^4/（ω_i-U）^3量级，但在正方晶格中消失（与Shastry和Shraiman的观点相反）。在自旋为1/2的kagome晶格上的计算中，我们发现在kagome平面内任意旋转时，E_g通道的拉曼强度分布是不变的，并且在所有的kagome晶格中，E_g通道的拉曼强度分布都是不变的。（A_{1g}、E_g和A_{2g}）对称通道拉曼强度分布包含在低能量下显示幂律行为的宽连续谱，其中在A_{2g}信道中指数约等于1，并且在E_g和A_{1g}信道中指数约等于3。对于A_{2g}通道，拉曼轮廓也包含一个特征1/ω奇异性，这在我们的模型中产生于出射U（1）规范场的激发。
2010-02-01 cond-mat.str-el
Evidence for a Parity Broken Monoclinic Ground State in the S = 1/2 Kagomé Antiferromagnet Herbertsmithite
在理想Kagomé晶格上，S = 1/2的最近邻自旋相互作用可以形成多种量子纠缠态，包括量子自旋液体和价键固体.在实际材料中，额外的微扰自旋相互作用的存在可能会进一步扩大纠缠态的种类，最近的理论分析表明，这些纠缠态可以通过特定离散点群对称性的自发丧失来识别。在这里，我们全面解决的基态点群对称性的原型Kagomé SL候选人ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$（Herbertsmithite）使用光学椭偏法和波长相关的多谐波光学偏振法相结合。我们发现了一个微妙的宇称打破单斜结构扭曲的温度高于最近邻交换能标度。令人惊讶的是，宇称破缺的序参量在冷却后显著增强，并密切跟踪最近邻自旋相关的建立，这表明它在能量上受到SL状态的青睐。改进的低温对称群大大限制了可行的基态的数量，并且在微扰极限下，指向形成一个$Z_2$条纹SL基态-一个SL类似物的液晶。
2019-10-30 cond-mat.str-el
