Emergent spin-$1$ Haldane gap and ferroelectricity in a frustrated spin-$1/2$ ladder
我们报告的实验和理论证据表明,Rb $_2$ Cu $_2$ Mo $_3$ O $_{12}$有一个四聚体基态的两条腿的梯子,包括反铁磁耦合阻挫自旋$1/2$链,并表现出一个Haldle自旋间隙出现自旋1对。在非弹性中子散射和电子自旋共振谱中,通过Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用从自旋-1三重态分裂出三个自旋激发。微小的磁场在不关闭自旋能隙的情况下产生铁电性,表明由矢量自旋手征序诱导的一类新型铁电性。
2020-04-03 cond-mat.str-el
Emergent Criticality and Friedan Scaling in a 2D Frustrated Heisenberg Antiferromagnet
本文研究了三角形和双蜂窝格子构成的风车格子上的二维受抑海森堡反铁磁体。在经典的基态中,不同子晶格上的自旋是解耦的,但是量子和热涨落通过“从无序到有序”的机制驱动系统进入共面态。我们用重整化群方法得到了有限温度相图。在共面制度,相对U $(1)$相位之间的两个子晶格的自旋从剩余的自由度的双曲,并描述了一个六态时钟模型与紧急的临界相位。在较低的温度下,系统进入一个$\mathbb{Z}_6$打破阶段与远程相位相关。我们得到这些结果的两个不同的重整化群方法的二维磁性:威尔逊-Polyakov标度和Friedan的几何方法的非线性西格玛模型的自旋刚度的标度是由一个四维度量张量的Ricci流。
2013-12-09 cond-mat.str-el
Emergent gauge dynamics of highly frustrated magnets
凝聚态物质表现出各种奇异的涌现现象,如分数量子霍尔效应和高阻挫磁体的低温合作行为。我认为经典的哈密顿动力学的自旋后一种现象使用狄拉克在20世纪50年代介绍的方法,假设他们被约束到其最低能量配置作为一个简化的措施。以可果美反铁磁体为例,我发现它是一个具有拓扑动力学的规范系统,并且在某些开边界条件下具有非局部连接的边缘态,类似于$Z_2$自旋液体的双Chern-Simons电动力学。这些动力学也类似于分数量子霍尔效应中的电子。这里提出的经典理论是第一步的控制半经典描述的自旋液相的许多烧绿石和kagome反铁磁体,并对相应的无约束海森堡模型的低能经典动力学的描述。
2013-03-26 cond-mat.str-el
Fully-frustrated octahedral antiferromagnets: emergent complexity in external field
研究边共享八面体晶格的全阻挫自旋模型,通过Monte Carlo模拟构建了包含八个场诱导态的H-T相图,揭示了丰富的磁相序列和分数磁化平台。
2025-02-04 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Emergent excitations in a geometrically frustrated magnet
受挫系统是普遍存在和有趣的,因为它们的行为是难以预测的。磁性以自旋晶格的形式提供了极端的例子,其中自旋之间的所有相互作用不能同时满足。这种几何挫折导致宏观简并,并提供了质的新的物质状态的可能性,其性质尚未完全理解。在这里,我们已经发现了如何新颖的复合自旋自由度可以出现在立方尖晶石ZnCr2O4的受挫的相互作用。在冷却时,六个自旋的组自组织成弱相互作用的反铁磁环,其指向子被定义为自旋平行或反平行排列的唯一方向,支配着所有的低温动力学。实验证据来自非弹性中子散射测量的磁形状因子。虽然这些数据与铬的原子形状因子没有相似之处,但它们与六角自旋环指向矢的形状因子完全一致。六边形董事是一个第一近似解耦彼此,因此他们的重新取向体现了长期寻求的本地零能量模式的烧绿石晶格。
2002-08-29 cond-mat.str-el
Emergent Spin Supersolids in Frustrated Quantum Materials
RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)(理化学研究所新兴物质科学中心);RIKEN Center for Computational Science (R-CCS)(理化学研究所计算科学中心);RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)(理化学研究所量子计算中心);RIKEN Pioneering Research Institute (PRI)(理化学研究所先锋研究 institute);Advanced Science Research Center, Japan Atomic Energy Agency(日本原子能机构先进科学研究中心)
本文综述了阻挫三角晶格量子反铁磁体中自旋超固体的涌现,通过热力学和光谱测量提供实验证据,并与理论模型比较,探讨其作为功能量子材料的潜力。
2026-05-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Emergent Wigner magnon crystals in a fully frustrated Heisenberg four-leg tube
P. J. Šafárik University(帕夫卢·约瑟夫·沙法里克大学)
本研究通过精确对角化和重整化群等方法,揭示了完全阻挫海森堡四腿管中维格纳磁振子晶体的涌现及其不连续量子相变,并探索了其作为量子斯特林热机工作介质的性能。
2026-09-28 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Emergent criticality in fully frustrated quantum magnets
研究全阻挫双层海森堡反铁磁体,发现外加磁场产生新的涌现临界性,量子相图含四种状态,热相图由一阶不连续性墙及临界点线主导,并通过量子蒙特卡罗模拟揭示了多临界线上的4态Potts普适性。
2023-06-28 cond-mat.str-el
Identification of hidden order and emergent constraints in frustrated magnets using tensorial kernel methods
机器学习技术在识别物质的有序相方面已被证明是成功的。然而,这仍然是一个悬而未决的问题,他们可以在多大程度上有助于理解没有对称性破缺的相,如自旋液体。在这里,我们演示了机器学习方法如何自动学习经典受挫自旋模型的复杂相图。我们采用的方法是一个支持向量机配备了一个张量内核和一个频谱图分析,承认其适用性在一个有效的无监督的上下文中。由于机器的可解释性,我们能够推断,在封闭的形式,两个序参量张量的相位与对称性破缺,和当地的约束,信号的紧急规范结构,因此表征经典的自旋液体。该方法适用于经典XXZ模型的烧绿石晶格,它区分-除其他外-之间隐藏的双轴自旋双相和几个不同的经典自旋液体。这些结果与Taillefumier \emph{et al.} [Phys. Rev. X 7,041057(2017)]之前的分析完全一致,但通过提供无序状态之间的系统层次结构,并建立与局部约束相关的物理相关性,进一步。我们的工作铺平了道路,为寻找新的订单和自旋液体在通用挫折磁铁。
2019-11-17 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Macroscopic Degeneracy and Emergent Frustration in a Honeycomb Lattice Magnet
使用基于费米子对角化和经典蒙特卡罗的混合方法,我们调查巡回和本地化的自旋之间的相互作用,竞争双和超交换相互作用,蜂窝晶格。对于适度的超交换,自然形成六边形的几何阻挫三角形晶格。对于稍大的超交换,二聚基态是稳定的,具有宏观简并性。这些国家的存在下,非挫折蜂窝晶格突出了一个新的现象,在这个巡回电子系统:涌现几何挫折和简并。
2011-09-09 cond-mat.str-el
Imaging emergent exotic quasiparticle state in a frustrated transition metal oxide
本研究通过原位ARPES结合外延薄膜生长,在阻挫尖晶石氧化物超导体LiTi₂O₄中发现T*~150K以下费米能级色散平坦化的新型高熵量子态,揭示了阻挫三维过渡金属氧化物的独特费米学,并为零热膨胀金属设计提供参考。
2023-06-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Emergent order in the spin-frustrated system DyxTb2-xTi2O7 studied by ac susceptibility measurements
我们报告了交流。Dy_ xTb_{2-x} Ti_2O_7与x在[0,2]中磁化率研究在非零磁场作用下,$χ_{ac}(T)$中除了观察到与Dy ~(3+)自旋相对应的单离子效应峰温度Ts(single-ion effect peak temperature)和可能的自旋冻结峰Tf(Tf < 3 K)外,还观察到一个与Tb ~(3+)相关的新峰,其特征温度为T^*(Tf < T^* < Ts)。在很宽的组成范围内(0 < x < 1.5,5 kOe),T^* 随x线性增加。施加磁场和增加Dy 3+的掺杂都提高了T^*。发现T^* 峰是热驱动的,具有异常大的能垒,如其频率依赖性所示。这些效应与晶体场能级密切相关,其机制尚待进一步研究。
2010-03-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Emergent frustrated magnetism in strain-patterned graphene
National Cheng Kung University(国立成功大学);University of Wisconsin-Madison(威斯康星大学麦迪逊分校);University of Antwerp(安特卫普大学)
本研究通过光刻应变工程在石墨烯中产生赝磁场超晶格,实现关联电子系统,观察到阻挫磁性及输运异常,为范德华材料中平带和量子态调控提供可扩展途径。
2026-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Emergent magnetic behaviour in the frustrated Yb$_3$Ga$_5$O$_{12}$ garnet
本文报道了用中子散射、磁化率和Monte Carlo理论分析验证Yb $_3$ Ga $_5$ O $_{12}$单晶的磁结构和自旋-自旋关联的短程性质。验证了Yb $_3$ Ga $_5$ O $_{12}$中Yb $^{3+}$的量子自旋态。TPDMATHABMQ 0.4K的量子自旋组织成一个短程的紧急导向态,来自各向异性和近邻交换。在$0.18 < D < 0.21$ K范围内,我们导出了近邻交换作用$0.6\; {\rm K} < J_1 < 0.7\; {\rm K}, J_2 = 0.12$ ~K的大小和偶极交换作用$D$的大小.广泛的实验数据集的某些方面可以使用具有铁磁近邻自旋-自旋相关性的$J_1D$模型来建模,而数据的其他方面可以使用具有反铁磁近邻自旋-自旋相关性的$J_1J_2D$模型来准确地再现。因此,虽然我们没有量化所有相关的交换相互作用,但我们仍然提供了一个强大的基础,为理解所需的复杂的哈密顿量,以充分描述的磁性状态的Yb $_3$ Ga $_5$ O $_{12}$。
2021-04-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Unified tensor network theory for frustrated classical spin models in two dimensions
本文提出统一张量网络理论,通过局域张量编码新兴自由度缓解阻挫,将二维受阻挫经典自旋模型配分函数转化为一维转移算符并用矩阵乘积态求解,在 kagome、正方和三角晶格 XY 模型中精确确定了多种热相变。
2023-09-11 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Degeneracy and criticality from emergent frustration in artificial spin ice
虽然最初引入模仿自旋冰的烧绿石,没有人工自旋冰尚未表现出预期的退化冰相的临界相关性类似于著名的库仑相的烧绿石晶格。在这里,我们研究了一种新的人工自旋冰的基础上的一个顶点挫折,而不是成对挫折的几何形状,并表明它表现出广泛的剩余熵和,显着的,代数相关的准临界冰相。有趣的是,作为一个新的实现挫折的顶点系统,我们的晶格开辟了新的途径,研究缺陷的关键流形和设计退化的人工磁性纳米阵列,一项任务,迄今难以捉摸。
2013-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Emergent Vortex Ordering in a Multiflavor Pyrochlore-Lattice Compound GeCo$_2$O$_4$
University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);Comprehensive Research Organization for Science and Society (CROSS)(综合研究组织科学社会);Rutherford Appleton Laboratory(鲁瑟福阿普顿实验室);Peking University(北京大学);China Institute of Atomic Energy(中国原子能科学研究院)
研究通过结合中子散射实验与正则化回归框架,揭示了GeCo₂O₄中邻近Co²+赝自旋间的Kitaev相互作用,展示了几何摩擦如何稳定涡旋有序,为三维Kitaev摩擦磁体中的涡旋有序提供了新路径。
2026-05-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Experimental signatures of quantum and topological states in frustrated magnetism
本文综述了受抑磁性材料中量子与拓扑态(如自旋冰、量子自旋液体和斯格明子)的实验特征,总结了候选材料搜寻进展,并提供了检测这些态的实验技术指南,旨在指导新型受抑磁性材料的设计与研究。
2023-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el quant-ph
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
Frustrated Magnetic Cycloidal Structure and Emergent Potts Nematicity in CaMn$_2$P$_2$
通过中子衍射确定CaMn$_2$P$_2$的基态为$6\times6$摆线磁结构,关联受挫$J_1$-$J_2$-$J_3$海森堡模型与Potts向列性。
2022-10-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Emergent Spin-Singlet Pairing in the Frustrated Kagome Metal Sc$_3$Mn$_3$Al$_7$Si$_5$
Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids(德国德累斯顿马克斯·普朗克固体和分子科学研究所)
研究通过多种手段揭示了Sc$_3$Mn$_3$Al$_7$Si$_5$低温自旋动力学,发现短程自旋单态关联,表明该材料存在非传统相关态,受几何摩擦和能带电子影响,接近量子自旋液体。
2025-12-01 cond-mat.str-el
Emergent Symmetry in Quantum Phase Transitions: From Deconfined Quantum Critical Point to Gapless Quantum Spin Liquid
该研究通过大规模张量网络模拟各向异性自旋1/2阻挫反铁磁模型,发现无隙量子自旋液体与解禁闭量子临界点存在共有的涌现O(4)对称性,揭示二者内在关联并约束量子自旋液体的场论描述。
2023-09-02 cond-mat.str-el hep-th
Correlation functions and excitation spectrum of the frustrated ferromagnetic spin-1/2 chain in an external magnetic field
利用有效场论方法,结合Lanczos对角化和密度矩阵重整化群方法的数值计算,研究了磁场对一维阻挫铁磁链的影响.的基态的性质示出从自旋密度波区域的向列相接近饱和磁化强度。分析了单自旋反转激发能隙的激发谱,详细研究了单自旋反转激发能隙的行为,包括有限尺寸修正。
2007-11-26 cond-mat.str-el
Phase structure of $Z_2$ gauge theories for frustrated antiferromagnets in two dimensions
本文研究了描述二维阻挫反铁磁体低能性质的有效场论$Z_2$格点规范理论的相结构。自旋算符用施温格玻色子表示,而涌现的U(1)规范对称性由于描述短程螺旋序的施温格玻色子的双线性算符的凝聚而简化为$Z_2$规范对称性。用蒙特卡罗模拟研究了规范理论的相结构,发现存在三种相:长程螺旋相、二聚体相和自旋液体相.详细的相结构和相变的性质依赖于模型的细节。
2009-12-11 cond-mat.str-el hep-lat
Partial Kondo screening in frustrated Kondo lattice systems
研究了近藤晶格中几何阻挫对近藤耦合与Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida相互作用之间竞争的影响。通过变分蒙特卡罗模拟,我们揭示了一个新兴的量子相位与部分序,其中的挫折是缓解形成一个磁秩序的子晶格,并留下其余的近藤屏蔽自旋单态的形成。量子涨落和自旋-电荷相互作用的作用被阐明。
2010-07-08 cond-mat.str-el
Liquid-gas analog multicriticality in a frustrated Ising bilayer
通过蒙特卡洛模拟受挫伊辛双层,发现多临界线统一三临界与临界端点,涌现Z2对称性保持领先普适类但改变次领先指数,提出对称性强制的多临界性机制。
2025-10-07 cond-mat.str-el
Fractionalized topological insulators from frustrated spin models in three dimensions
我们提出了一种U(1)自旋液体形式的三维分形拓扑绝缘体理论,其中体相含有带隙的费米子自旋子,而无带隙自旋子的表面态是拓扑保护的.从烧绿石晶格上的自旋1/2模型开始,具有受挫的反铁磁和铁磁交换相互作用,我们表明,后者的相互作用的分解,在从费米子表示的自旋,可以自然地引起一个新兴的自旋轨道耦合的自旋子。这稳定了也具有体键自旋有序的分级拓扑绝缘体。最后,我们描述了这些状态的低能量特性。
2012-06-26 cond-mat.str-el
Theory of competing Chern-Simons orders and emergent phase transitions
基于自旋1/2算符的Chern-Simons费米子化,我们提出了一个系统的框架来研究二维XY量子磁体中的出射相竞争。将该方法应用于反铁磁蜂窝自旋1/2 $J_1$ - $J_2$ XY模型,揭示了两个Chern-Simons级之间的非常规相变:Chern-Simons超导体和Chern-Simons费米子的激子绝缘体.我们表明,在自旋语言中,这种转变转化为从平面Néel状态的非均匀手性自旋液体,在文献中提出的早期过渡。也就是说,Chern-Simons超导体描述了平面Néel态,而Chern-Simons激子绝缘体对应于非均匀手性自旋液体。这些结果进一步被我们的高精度张量网络计算所证实,这为从Néel序到非均匀手性自旋液体的转变提供了第一个数值证据。我们认为,所发展的方法可以应用于其他受抑的XXZ型量子磁体,并可以检测非常规的相变。
2021-01-20 cond-mat.str-el
Spin-state ice in geometrically frustrated spin-crossover materials
自旋交叉材料含有可以进入两种自旋态的金属离子:一种是低自旋(LS),另一种是高自旋(HS)。我们提出,受挫的弹性相互作用可以引起自旋态冰-物质的相位没有长程序,其特征在于由本地约束或“冰规则”。自旋态冰的低能物理学是由一个无发散的规范场描述的,规范场与拓扑激发之间有一个间隙,拓扑激发是自旋在LS和HS态自旋之间的中间部分被分解的准粒子。
2019-02-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Multiferroic FeTe$_2$O$_5$Br: Alternating spin chains with frustrated interchain interactions
结合密度泛函理论计算,多体模型的考虑,磁化和电子自旋共振测量表明,多铁性FeTe $_2$ O $_5$ Br应被描述为一个系统的交替反铁磁$S=5/2$链与强Fe-O-Te-O-Fe桥弱耦合的二维阻挫相互作用,而不是以前报道的四聚体模型。无公度磁矢量的特殊温度依赖性可以用链间交换收缩对出现的净电极化的强度负责来解释。
2012-08-03 cond-mat.str-el
Emergent Chiral Spin State in the Mott Phase of a Bosonic Kane-Mele-Hubbard Model
最近,蜂窝晶格上自旋为-1/2的受抑XY模型因其实现手征自旋液态的可能性而引起了人们的广泛关注。这个模型与某些量子磁体的物理学有关。利用超冷原子设置的灵活性,我们提出了一种替代的方式来实现这个模型通过玻色子Kane-Mele-哈伯德模型的莫特制度。利用玻色子动力学平均场论导出了该模型的相图。重点对莫特相,我们研究其磁性作为一个功能的挫折。我们确实在中间阻挫区发现了一个涌现的手征自旋态。利用精确对角化方法,我们进一步研究了有效阻挫XY模型的物理性质和手征自旋态的性质。这个有间隙的相位显示了手征有序性,打破了时间反演和宇称对称性,但不是拓扑有序的(陈数为零)。
2017-11-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Emergent Hidden Multipolar State in the Triangular Lattice Magnet TmZn2GaO5
本研究报道新三角晶格磁体TmZn2GaO5,其展现出无长程磁序的量子无序/多极态,为探索受挫磁性中的奇异量子相提供了新平台。
2025-03-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
New physics in frustrated magnets: Spin ices, monopoles, etc
近年来,人们对受挫折的磁铁的兴趣大大增加。这种系统显示出非常特殊的性质,使它们区别于标准的顺磁体、磁有序的规则系统(如铁磁体、铁磁体和反铁磁体)或自旋玻璃。特别是大量的注意力被投入到所谓的自旋冰,其中磁挫折与一种特殊类型的单离子磁各向异性的大值一起产生特殊的行为。自旋冰最令人兴奋的特征之一是与低能涌现激发有关,从许多观点来看,这可以被认为是狄拉克单极的类比。本文综述了这一物理领域在理论和实验方面的主要成就。
2013-08-02 cond-mat.str-el
Dynamic Spin-Lattice Coupling and Statistical Interpretation for the Molecular-Like Excitations in Frustrated Pyrochlores
本文通过位点声子模型引入动态自旋-晶格耦合,统一描述了受挫烧绿石中的类分子激发与磁振子激发,并给出类分子模式的统计解释,同时提出一种理解非双线性自旋相互作用体系自旋动力学的半经典方法。
2024-08-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological spin freezing in frustrated quantum materials
Indian Institute of Technology Madras(印度马德拉斯理工学院);Quantum Centre of Excellence for Diamond and Emergent Materials, Indian Institute of Technology Madras(印度马德拉斯理工学院钻石与新兴材料卓越量子中心)
研究受挫量子材料中非传统玻璃性自旋动力学的出现,揭示拓扑自旋玻璃行为的特征,区分其与传统自旋玻璃和无序磁体,探讨流体自旋模式和自旋阻塞态的作用。
2026-05-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum Heisenberg antiferromagnet on low-dimensional frustrated lattices
使用格气描述的低能量自由度的量子海森堡反铁磁体的挫折双腿阶梯和双层晶格,我们研究这些自旋模型在低温下的磁化过程。在这两种情况下,涌现的离散自由度暗示了受抑量子海森堡反铁磁体与具有有限最近邻排斥的经典格子气或等效地与均匀磁场中的伊辛反铁磁体的密切关系。利用这个关系,我们得到的解析结果,在一维的情况下的大系统。在二维的情况下,我们进行经典的Monte Carlo模拟系统的$100 \times 100$网站。
2011-03-26 cond-mat.str-el
Epitaxial stabilization of thin films of the frustrated Ge-based spinels
受抑磁体可以承载许多奇异的多体量子和拓扑现象。GeNi $_2$ O $_4$是三维$S=1$阻挫磁体,具有到二维反铁磁基态的不寻常的两阶段转变,而GeCu $_2$ O $_4$是高压相,具有强烈的四方形细长尖晶石结构和由$S=1/2$ CuO $_2$线性链形成的磁晶格,具有阻挫交换相互作用和奇异磁性行为。在这里,我们报告这两种化合物的第一个薄膜外延稳定。采用原位反射高能电子衍射、原子力显微镜、X射线反射率、X射线衍射、X射线光电子能谱学和共振X射线吸收谱等测试手段对薄膜的生长模式、表面形貌、晶体结构和铜的价态进行了表征。我们的研究结果为全面研究这些化合物令人困惑的磁性和探索由应变驱动的新的新兴特征铺平了另一条道路。
2021-06-22 cond-mat.str-el
Emergent spinon-holon Feshbach resonance in a doped Majumdar-Ghosh model
本文研究掺杂 MG 模型的单空穴 ARPES,通过可调自旋-空穴相互作用发现束缚 spinon-holon 态、分子态、极化子及涌现 Feshbach 共振。
2025-02-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Classical spin liquids from frustrated Ising models in hyperbolic space
Technische Universität Dresden(德累斯顿工业大学);Julius-Maximilians-Universität Würzburg(维尔茨堡大学);Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme(马克斯·普朗克复杂系统物理研究所)
研究双曲空间中受阻的伊辛模型,通过边界形状控制低能态,揭示几何摩擦如何产生经典自旋液体。
2025-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Skyrmion lattice with a giant topological Hall effect in a frustrated triangular-lattice magnet
几何阻挫磁体提供了大量的机会,发现复杂的自旋纹理,有时会产生非常规的电磁响应相关电子系统。理论上预测,磁挫挫也可以促进拓扑非平凡自旋状态,即,磁性Skyrmions,纳米级的自旋涡旋。然而,经验上,skyrmions基本上是伴随着非中心对称的晶格结构或界面对称性破坏异质结构。在这里,我们报告的出现布洛赫型skyrmion状态的挫折中心对称的三角晶格磁体Gd2PdSi 3。我们确定了通过一个巨大的拓扑霍尔响应,这是进一步证实了观察面内自旋调制探测共振X射线散射场诱导的skyrmion相位。我们的结果为在中心对称磁体中产生具有涌现电动力学的拓扑自旋织构开辟了一个新的磁阻挫金矿。
2018-05-28 cond-mat.str-el
Topological Hall effect enhanced at magnetic transition fields in a frustrated magnet EuCd$_2$
本文研究了阻挫磁体EuCd$_2$薄膜中的霍尔响应,发现拓扑霍尔效应在磁转变场处急剧增强,这源于磁畴边界处可能形成的非平庸自旋织构的巨大贡献。
2024-07-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Novel slow dynamics of phase transition in the partially ordered frustrated magnet DyRu2Si2
本研究针对阻挫磁体DyRu₂Si₂零场下部分有序反铁磁相的相变,通过交流磁化率测量发现其具有非热激活起源的极慢临界动力学,并提出带状铁磁自旋织构自发条纹排列的新型相变机制。
2023-08-22 cond-mat.str-el
Quantum gas microscopy of a geometrically frustrated Hubbard system
针对几何阻挫多粒子量子系统数值研究困难的问题,研究团队搭建实验平台,首次实现三角原子Hubbard系统并成像其中的Mott绝缘体、测量反铁磁自旋关联,为研究奇异量子磁性和量子自旋液体特征提供新途径。
2022-10-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el physics.atom-ph
Fractional matter coupled to the emergent gauge field in a quantum spin ice
本研究通过背散射中子谱学在候选量子自旋冰材料Ce₂Sn₂O₇中观测到与理论预测匹配的分数化激发谱,为三维量子自旋液体中的分数化提供了光谱证据。
2024-10-15 cond-mat.str-el
Ultrasound detection of emergent photons in generic quantum spin ice
量子自旋冰(QSI)是一种存在于烧绿石晶格上的U(1)量子自旋液体,它承载着出射光子,是阻挫磁体中的一个主要挑战。在这项工作中,我们提出了超声测量作为一种新的工具,探测出射光子的各种QSI阶段。我们的分析包括非Kramers双峰化合物(如$\rm{Pr}_2 \rm{Zr}_2 \rm{O}_7$)以及偶极-八极Kramers双峰化合物(如$\rm{Ce}_2 \rm{Zr}_2 \rm{O}_7$)中的QSI相。后者可能拥有与八极分量相关的出射光子,这使得它们难以用非弹性中子散射检测。我们从理论上证明了如何从声子谱的重整化中获得出射光子的速度,并表明超声测量提供了一种区分偶极-八极材料中的偶极和八极QSI相的方法。
2022-08-25 cond-mat.str-el
β-Mn: Emergent Simplicity in a Complex Structure
研究了金属阻挫磁体β-MnCo中的低温自旋关联。单晶极化中子散射实验揭示了T=0.05 K时高结构磁散射的持续性和周期磁序的缺失。我们采用反向蒙特卡罗精化和平均场论模拟来构造一个简单的有效哈密顿量,它占磁散射。我们确定的相互作用描述了一个新兴的自旋结构,模仿三角晶格反铁磁体。在复杂的晶体结构中观察到一个简单的集体磁态是令人惊讶的,因为它扭转了简单晶格上多体相互作用产生的复杂涌现态的既定范式。我们认为,结构的复杂性可能会提供一种途径,实现相关的量子物质的新状态。
2013-02-04 cond-mat.str-el
Quantum-Coherent Regime of Programmable Dipolar Spin Ice
CSIRO, Manufacturing(联邦科学与工业研究组织,制造业);Institute of Theoretical Physics, Wrocław University of Science and Technology(弗罗茨瓦夫科技大学理论物理研究所)
本文提出了一种可编程偶极子自旋冰模型,利用超导量子比特量子退火器实现对人工自旋冰量子相干动力学的探索,展示了超导量子比特在研究分数化激发和涌现规范动力学中的应用潜力。
2026-05-19 cond-mat.str-el quant-ph
Signature of a randomness-driven spin-liquid state in a frustrated magnet
电子的集体行为,挫折诱导量子涨落和量子材料中的纠缠是一些新兴的量子现象与奇异的准粒子激发,是高度相关的技术应用。在此,我们提出了我们的热力学和μ子自旋弛豫测量,补充从头算密度泛函理论和精确的对角化结果,在最近合成的阻挫反铁磁体Li 4CuTeO 6,其中Cu 2+离子(S = 1/2)构成无序的自旋链和梯子沿晶体学[101]方向与弱随机链间耦合。我们的热力学实验既没有检测到长程磁有序,也没有自旋冻结到45 mK,尽管存在强烈的反铁磁相互作用的Cu 2+的时刻,导致一个大的有效居里-外斯温度为-154 K。μ子自旋弛豫结果与热力学结果一致。的温度和磁场缩放的磁化强度和比热揭示了一个数据崩溃指向的无序驱动的相关和动态的基态在这个沮丧的反铁磁体内的随机单重态的存在。
2022-03-03 cond-mat.str-el
Controlling frustrated liquids and solids with an applied field in a kagome Heisenberg antiferromagnet
量子自旋1/2 kagome海森堡反铁磁体是可能存在自旋液体的典型阻挫系统。澄清这种难以捉摸的拓扑相的性质是凝聚态物质的一个关键挑战,然而,即使确定它仍然没有解决。在这里,我们施加一个磁场,发现了一系列的自旋能隙相出现在五个不同的磁化分数的巨正则密度矩阵重整化群,一个无偏的最先进的数值技术。磁场掺杂磁振子,并首先在1/9磁化强度下产生可能的Z3自旋液体平台。更高的场诱导自组织的超晶格单元,一个六元环的量子自旋,类似于原子轨道结构。把磁振子一个接一个地放入这个单元中,产生三个量子固体平台。因此我们发现,磁场可以通过持续释放挫折来控制不同涌现阶段之间的过渡。
2013-07-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermodynamics and fractal dynamics of nematic spin ice, a doubly frustrated pyrochlore Ising magnet
本研究将三角晶格与烧绿石晶格的两种磁阻挫结合于单一向列自旋冰系统,发现其低温下发生一级相变进入向列阻挫相,零温仍存广延简并度,且低温磁单极子分形运动引发功率谱反常噪声。
2024-01-31 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Dynamical Signature of Symmetry Fractionalization in Frustrated Magnets
量子自旋液体(QSL)的非平凡性主要表现在非定域观测量上,这一事实实际上给实验探测带来了困难。在这里,我们提供了一个解决方案,无偏地证明在QSL的任何子激发和对称性分馏的动力学签名。利用大尺度量子蒙特卡罗模拟和随机解析延拓方法,研究了kagome格点上的扩展XXZ模型,发现在从Z2量子线到不同对称性破缺相的相变中,自旋谱函数可以揭示出任意子自旋激发和vison激发的存在和凝聚,特别是后者的平移对称性分解,它可以作为光谱技术,如非弹性中子或共振(非弹性)X射线散射的独特动力学签名的似乎短暂的QSL。
2018-07-22 cond-mat.str-el
Fragmentation in Frustrated Magnets -- A review
自旋液体是物质的奇异相,通常支持涌现的规范场和准粒子激发。虽然自旋液体通常已知保持无序,但它们的定义已扩展到包括具有对应于(部分)长程序的对称性破缺的相,例如手性和双自旋液体。对于库仑自旋液体,这种排序可以通过无发散项和发散满项之间的亥姆霍兹分解来定量理解。这种现象被称为碎裂,其中自旋自由度碎裂成两个部分:波动的无序部分和有序部分。在这篇综述中,我们将涵盖这个不断增长的领域的理论和实验方面,特别是它与自旋冰中的磁单极子的关系,它的相图以及在固态晶体和人工网络中观察它的可能性。
2021-12-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Highly frustrated magnetism in relativistic $\boldsymbol{d}^\mathbf{4}$ Mott insulators: Bosonic analog of Kitaev honeycomb model
我们研究了具有$t_{2g}^4$电子组态的自旋-轨道耦合莫特绝缘体的轨道阻挫单重态-三重态模型。在这些化合物中,低能磁自由度可以用描述自旋轨道纠缠$J=0$离子基态和激发态$J=1$能级之间跃迁的三味“三重子”算符来表示.与传统的味各向同性O(3)单重态-三重态模型相比,自旋轨道纠缠三体相互作用是味键选择性的,因此是高度受挫的。在蜂窝晶格中,我们发现密切的类比与Kitaev自旋模型-一个无限数量的守恒量,没有磁凝聚,自旋相关性是严格的短程。然而,由于三重子的玻色子性质,在自旋能隙中不存在涌现的无能隙激发,并且基态是没有长程纠缠的稠密三重子对的强关联顺磁体。使用精确对角化,我们研究玻色Kitaev模型及其各种扩展,打破了模型的精确对称性,并允许磁凝聚的三重子。钌氧化物的磁性的可能影响进行了讨论。
2019-12-18 cond-mat.str-el
Universal emergence of the one-third plateau in the magnetization process of frustrated quantum spin chains
数值研究了S=1,3/2,2以及经典极限下受抑量子自旋S链的磁化过程。利用精确对角化和密度矩阵重整化技术,我们证明了在S>1/2的阻挫自旋S链的磁化曲线中,在饱和磁化强度的1/3处存在一个平台.类似于S=1/2的情况,该平台态打破了哈密顿量的平移对称性,并在平行于外场的自旋分量中实现了向上-向上-向下模式。我们的研究进一步表明,这个平台存在于各向同性交换的情况下,并在易轴制度的自旋S =1,3/2,和2,但在经典的挫折自旋链与各向同性的相互作用是不存在的。我们讨论了受抑自旋-1和自旋-3/2链的磁相图以及磁化过程中出现的其他特征,如扭结奇异性,跳跃和奇偶效应。自旋1和自旋3/2链与经典阻挫链在易轴区的三分之一平台的定量比较表明,随着自旋S的增加,临界阻挫和相边界迅速接近经典结果。
2006-09-21 cond-mat.str-el