Coarsening dynamics of Ising-nematic order in a frustrated Heisenberg antiferromagnet
本文研究了受挫$J_1$-$J_2$海森堡反铁磁体在强受挫区域的相序动力学,发现其淬火后呈现两阶段Ising-向列序粗化,后期动力学属于非守恒Ising普适类且在弱键无序下保持标度不变性。
2025-03-28 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Quantum spin ice with frustrated transverse exchange: from pi-flux phase to nematic quantum spin liquid
量子自旋冰材料,具有竞争伊辛和横向交换相互作用的烧绿石磁体,已经被广泛讨论为量子自旋液体基态的候选者。在这里,出于对Pr的pyrotoxerres的量子化学计算,我们提出了受挫的横向交换的研究结果。利用变分计算、精确对角化、数值链团展开和级数展开相结合的方法,我们发现先前研究的U(1)量子自旋液体在其π-通量相中,在高对称性SU(2)点转变为π-量子自旋液体.
2018-02-26 cond-mat.str-el
Thermal effects versus spin nematicity in a frustrated spin-1/2 chain
自旋极化相是一种有趣的物质状态,它缺乏通常的长程偶极序,但它表现出更高的多极序。这使得它的检测非常困难和有争议。最近,核磁共振(NMR)被认为是证实其存在的最合适的技术之一。我们报告了一个$^{17}$ O NMR观察到的局部磁化强度的减少,在极化状态的挫折自旋1/2链$β$ -TeVO $_4$,这是以前提出的一个指纹的自旋自旋反转行为。然而,我们的详细研究表明,通过NMR频移探测到的磁化强度的检测到的缺失部分是热激活的,从而破坏了所研究化合物中的自旋-自旋相的存在。这突出了仔细考虑温度依赖的NMR位移的重要性,这在以前的自旋向列性研究中被忽视了。
2020-07-21 cond-mat.str-el
SU(2) slave-boson formulation of spin nematic states in S=1/2 frustrated ferromagnets
在阻挫铁磁体中建立了一个键型自旋三重态的SU(2)从玻色子公式,其中自旋三重态被描述为共振自旋三重价键(RVB)态.自旋三重态配对子的d矢量在键型自旋四极态中起指向矢的作用。这种自旋三重态RVB变体周围的低能激发通常包括(可能无质量的)规范玻色子、无质量的戈德斯通玻色子和自旋子个体激发。将射影对称群的论证推广到自旋三重态,我们给出了如何有效地确定无质量规范玻色子的个数。应用这个公式,我们接下来(i)列举正方形晶格上S=1/2铁磁J1-J2海森堡模型的可能平均场解,其中铁磁最近邻J1和反铁磁次近邻J2竞争,(ii)讨论它们对小规范涨落的稳定性。结果表明,在J_1:J_2 \simeq 1:0.4左右的中间耦合区,存在两个稳定的自旋三重态RVB变体.一个是由Higgs机制稳定的Z_2 Balian-Werthamer(BW)态,另一个是由Chern-Simon机制稳定的SU(2)手征p波(Anderson-Brinkman-Morel)态。前Z_2BW态实际上显示了与先前精确对角化研究中所发现的相同的键型自旋四极级[N. Shannon等人,物理修订信函96,027213(2006)]。
2010-08-30 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Magnetic Excitations of Spin Nematic State in Frustrated Ferromagnetic Chain
利用密度矩阵重整化群方法,研究了在磁场中具有铁磁最近邻和反铁磁次近邻交换作用的自旋1/2海森堡链的动力学自旋结构因子.在一个领域引起的自旋激发制度,我们发现无隙的纵向和有隙的横向自旋激发谱,根据准远程纵向和短程横向自旋相关,分别。的无隙点与占主导地位的纵向自旋相关相一致,而间隙的位置表现出的特征场的依赖性矛盾的占主导地位的横向自旋相关。
2015-06-23 cond-mat.str-el
Spin-nematic order in the frustrated pyrochlore-lattice quantum rotor model
作为量子涨落有序化的一个例子,我们研究了烧绿石晶格上最近邻反铁磁量子O(n)转子模型。经典的,这个系统仍然无序,即使在零温度下,我们发现,增加量子涨落诱导有序相,生存到正温度,我们确定它的相图尺度与耦合常数和自旋组件的数量。我们证明,使用量子蒙特卡罗模拟,这一阶段具有远程自旋-自旋序,并相变到它似乎是一阶的。
2005-11-23 cond-mat.str-el
NMR evidence against a spin-nematic nature of the presaturation phase in the frustrated magnet SrZnVO(PO4)2
利用$^{31}$ P核磁共振研究了最近发现的高阻挫二维自旋系统SrZnVO(PO $_4$)$_2$中的预饱和相[F. Landolt等人,B104,224435(2021)]。我们的数据提供了两个证据,反对这一阶段假定的自旋-自旋特征:i)NMR光谱揭示其具有偶极自旋序,以及ii)在饱和场以上记录的1/ $T_1$弛豫速率数据可以通过单磁振子项(在带隙中为指数)和临界二阶项(在三带隙中为指数)的和来拟合,没有为自旋动力学留下空间,其特征在于双间隙指数。我们解释了出乎意料的广泛有效性的简单的拟合和相关的临界自旋动力学。
2022-04-21 cond-mat.str-el
Nematic order in square lattice frustrated ferromagnets
我们提出了一个新的方案,在一个二维量子磁体的铁磁秩序的崩溃与竞争的铁磁和反铁磁相互作用。在这种情况下,动力学效应导致形成两个磁振子束缚态,其经历玻色-爱因斯坦凝聚,产生键中心的π阶。这种情况下,探讨了一些详细的扩展海森堡模型上的正方形晶格。特别是,我们提出的数值证据证实存在的状态与d波的相关性,但没有长程磁序,躺在饱和铁磁和共线反铁磁相的铁磁J1-J2模型。我们认为,连续性的光谱,这一阶段也存在于一个模型与4自旋循环交换。
2005-12-15 cond-mat.str-el
Nematic Spin Liquid Phase in a Frustrated Spin-1 System on the Square Lattice
量子自旋系统中的挫折促进了各种新的量子相位。一个重要的例子是最近邻双线性($J_1$)和双二次($K_1$)相互作用的正方形晶格上的受抑自旋$1$模型。基于线性味波理论和广泛密度矩阵重整化群计算,我们提供了在SU(3)对称点附近的$K_1/J_1$范围($J_1 = K_1$)内存在双自旋液相的有力证据.这个阶段显示没有自旋偶极或四极顺序,保持平移对称性,但自发地打破$C_4$晶格旋转对称性,并具有波动峰值波矢量$(π, 2π/3)$。自旋激发能隙随系统尺寸迅速下降,并且似乎是无隙的,并且三阶是由于占主导地位的$(π, 2π/3)$波动。我们的结果提供了一个新的机制,电子的无序,更一般地说,开辟了一条新的途径,探索阻挫诱导的奇异基态。
2019-10-28 cond-mat.str-el
Antiferroquadrupolar and Ising-Nematic Orders of a Frustrated Bilinear-Biquadratic Heisenberg Model and Implications for the Magnetism of FeSe
受铁硫族化合物性质的启发,我们研究了正方晶格上具有阻挫双线性-双二次相互作用的广义海森堡模型的相图。我们确定零温度阶段与antiferroquadrupolar和伊辛-伊辛阶。量子涨落和层间耦合的影响进行了分析。我们提出的Ising-Einstein秩序作为基础的结构相变中观察到的正常状态的FeSe,并讨论了Goldstone模式的反铁四极秩序的偶极磁波动在这个系统中的作用。我们的研究结果提供了一个相当广泛的角度上的整体磁相图的铁硫属化物和pnictides,并服从新的实验测试。
2015-09-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Intertwined nematic orders in a frustrated ferromagnet
本文研究了正方晶格上具有铁磁$J_1$和反铁磁$J_2$及$J_3$相互作用的自旋受抑$\frac{1}{2}$ $J_1$ - $J_2$-$J_3$海森堡模型的量子相位.利用赝费米子泛函重整化群技术,我们发现一个中间顺磁相位于经典有序铁磁,条纹反铁磁,和无公度螺旋相。我们观察到,量子涨落导致显着移位的螺旋螺距角相比,经典的限制。通过计算系统对各种自旋旋转和晶格破坏扰动的响应,我们确定了顺磁相中不同自旋态之间复杂的相互作用。在保持时间反演不变性的同时,这些相位要么打破自旋旋转对称性,要么打破晶格旋转对称性,或者两者兼而有之。因此,我们提出了$J_1$ - $J_2$ - $J_3$海森堡模型作为一个范例的例子,在同一个模型中出现不同的密切连接类型的有序。
2016-12-03 cond-mat.str-el
Nematic phase and phase separation near saturation field in frustrated ferromagnets
研究了量子涨落对磁场中量子阻挫铁磁体磁性的影响。结果表明,在经典反铁磁态不是量子模型的本征态的情况下,在接近铁磁相和反铁磁相之间的经典零场相界的参数范围内,由于饱和场以下的量子涨落而出现非经典相或相分离.作为这一论点适用的一个例子,我们用稀玻色气体方法研究了体心立方晶格上具有铁磁J1(J1<0)的S=1/2 J1-J2海森堡模型。当-1.50097 < J1/J2 <-1.389时,磁振子形成f波双磁振子束缚态,形成自旋反铁磁相;当-1.389 < J1/J2 < -0.48时,出现倾斜共面反铁磁相,并在饱和场下出现相分离。
2013-04-23 cond-mat.str-el
Dynamical structure factors in the nematic phase of frustrated ferromagnetic spin chains
阻挫自旋系统可以表现出自旋旋转对称性自发破缺而不形成局域磁序的相。利用含时密度矩阵重整化群方法,数值计算了零温下自旋为1/2的一维系统的动力学结构因子.我们解释的结果中的一个有效的理论与准凝聚的束缚磁振子对的磁振子激发相互作用。这采用了著名的Tomonaga-Luttinger液体理论的扩展,其中包括作为移动杂质的磁振子状态。通过这种方式,可以很好地定性理解结构因子中的特征阈值及其强度。我们的结果是有用的非弹性中子散射和共振非弹性X射线散射实验的解释。
2018-09-29 cond-mat.str-el
Angular dependence of electron spin resonance for detecting quadrupolar liquid state of frustrated spin chains
自旋四极相是具有四极级电子自旋的受抑量子磁体的相。由于自旋有序通常被实验上可获得的量所掩盖,因此发展一种实验上检测自旋有序的方法是很重要的。本文提出了一种利用电子自旋共振(ESR)检测四极Tomonaga-Luttinger液态$S=1/2$阻挫铁磁自旋链化合物的准长程自旋相关的简便方法。我们着重研究了ESR吸收谱中所谓的顺磁共振峰的线宽。我们发现,在自旋极化阶段,线宽随磁场方向的变化具有一个特征性的角度依赖关系。角依赖性的测量给出了四极Tomonaga-Luttinger液体状态的签名。在我们的方法中,我们只改变磁场的方向,保持磁场的大小和温度不变。因此,我们的方法是有利的调查一维四极液相,通常只占据一个狭窄的区域的相图。
2017-01-17 cond-mat.str-el
Evidence for a magnetic field-induced unconventional nematic state in the frustrated and anisotropic spin-chain cuprate LiCuSbO$_4$
现代量子磁学理论预言了强磁场中弱相互作用强阻挫自旋1/2海森堡链中的奇异多极态。在实验上,这些状态至今仍然难以捉摸。在这里,我们报告了一个长期寻找的磁场诱导的超导态以上的$\sim 13$ T的边缘共享链铜酸盐LiSbCuO $_4$ $\equiv$ LiCuSbO $_4$的字段产生的证据。这种解释是基于在测量$^7$ Li NMR自旋弛豫速率$T_1^{-1}$以及对比$T_1^{-1}$与$T$的场相关幂律行为中观察到的场诱导自旋间隙,并进一步得到静态磁化和ESR数据的支持。一个基本的理论微观方法有利于一个crosslinked方案基本上是基于NN XYZ交换各向异性的模型内受挫自旋1/2链。它是由DMRG技术研究。所采用的交换参数是合理的定性的电子结构计算的LiCuSbO $_4$。
2016-12-27 cond-mat.str-el
Spin nematic states in spin-1 antiferromagnets with easy-axis anisotropy
众所周知,自旋非对称相可以出现在阻挫磁体中,也可以出现在具有大的奇异非海森堡项(如双二次交换)的哈密顿量所描述的磁体中。研究表明,具有单离子易轴各向异性的自旋为1的一维、二维和三维非阻挫反铁磁体在强磁场中均能出现双稳相。对于一维情形,我们用数值方法支持了我们的分析结果。
2013-04-19 cond-mat.str-el
Nematic quantum liquid crystals of bosons in frustrated lattices
由于在单粒子色散中没有一个唯一的极小值,宏观数量的玻色子可以在此凝聚,所以在阻挫晶格中相互作用玻色子的问题是一个复杂的问题。在这里,我们考虑一个家庭的紧束缚模型与宏观简并的最低能带,从其他带分开的间隙。我们预测形成的奇异状态,自发打破旋转对称性在相对较低的填充。这些状态属于三个不同的阶段:维格纳晶体,超固体和超流体。维格纳晶体相的建立正是在低填充。超固体和超流体相,在较大的填充,通过使用一个投影到平带,建设一个适当的Wannier基,和随后的平均场处理。我们预测的超流体在真实空间中是均匀的,但具有各向异性的动量分布,为玻色凝聚提供了一个新的场景。我们的发现为研究玻色子的微观量子液晶相开辟了一个有希望的方向。
2016-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.soft
Vestigial Nematic Order at Zero Temperature in Two-Dimensional Frustrated Quantum Antiferromagnets
University of Illinois Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校)
本文使用基于连续非线性sigma模型有效场论的半经典方法,结合非微扰大N技术,研究二维量子J1-J3海森堡反铁磁体的相图,发现先前被忽略的相互作用在有限温度和零温下对稳定残留向列相至关重要,并揭示了红外量子涨落强度控制全局对称性自发破缺的机制。
2026-09-14 cond-mat.str-el
Spectral evidence of a ghostly transition: Theory of NMR 1/T_1 relaxation in a quantum spin nematic in applied magnetic field
现在有强有力的理论证据表明,在施加的磁场中,大范围的阻挫磁体应该支持量子自旋有序。尽管如此,自旋有序并没有打破时间反演对称性的事实使得它在实验中很难被检测到。在这篇文章中,我们继续在[Phys. Rev. B 88,184430(2013)]中开始的主题,探索自旋-自旋序如何在自旋激发谱中揭示自己。基于早期对非弹性中子散射的分析[Phys.Rev.B91,174402(2015)],我们展示了如何使用NMR 1/T_1弛豫速率来识别自旋-自旋态。我们强调的特点,1/T_1的通用功能,使用基于量子力学的描述的自旋-自旋序参量和它的flocks.Turning的特定情况下的自旋-1/2挫折铁磁体,我们表明,从竞争的自旋波激发的信号可以通过一个明智的选择核的网站和领域的方向被抑制。作为一个工作实例,我们展示了正方晶格阻挫铁磁体BaCdVO(PO_4)_2中的P NMR对自旋有序的敏感性。
2016-05-17 cond-mat.str-el
Competing spin liquids and hidden nematic order in spin ice with frustrated transverse exchange
磁相互作用中的挫折可以产生具有微妙和美丽特性的无序基态。自旋冰Ho_2Ti_2O_7和Dy_2Ti_2O_7克服了这一现象,表现出经典的自旋液态,并具有分数磁激发。最近,人们对密切相关的“量子自旋冰”材料产生了极大的兴趣,因为人们认识到各向异性交换相互作用可以将自旋冰转换为相互纠缠的量子自旋液体,其中磁单极子成为涌现的量子电动力学的电荷。在这里,我们表明,即使是最简单的模型的量子自旋冰,XXZ模型的烧绿石晶格,可以实现一个更丰富的场景。结合经典蒙特卡罗模拟、半经典分子动力学模拟和解析场论,我们探讨了该模型在横交换阻挫下的性质.我们发现了不是一种,而是三种相互竞争的自旋液体形式,以及一种隐藏的自旋有序相。我们探索这些不同的状态的实验签名,明确的预测非弹性中子散射。这些结果显示了一个有趣的相似性,一系列的烧绿石氧化物的实验。
2017-12-08 cond-mat.str-el
Field and temperature dependence of the NMR relaxation rate in the magnetic quadrupolar liquid phase of spin-1/2 frustrated ferromagnetic chains
在自旋系统中,通常很难在实验上区分磁多极级。最近,有人提出,核磁共振弛豫速率1/T_1的温度依赖性可以涉及场诱导自旋自旋共振或多极Tomonaga-Luttinger(TL)液相的间接但清晰的特征[Phys.Rev.B79,060406(R)(2009)]。本文将场论方法与数值计算相结合,精确地计算了自旋为1/2的阻挫J1-J2链的1/T_1与场和温度的关系。结果表明,与自旋为1/2的Heisenberg链中的标准TL液体相比,自旋为1/T_1的TL液体中的等温线随磁场的变化也表现出明显的非单调性.我们的研究结果的相关性准一维边共享铜酸盐磁体,如LiCuVO 4,进行了讨论。
2011-02-11 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Possible quadrupolar nematic phase in the frustrated spin chain LiCuSbO$_4$: an NMR investigation
受抑一维量子磁体LiCuSbO $_4$是$J_1-J_2$自旋链模型的一种罕见的实现,其饱和场容易获得,以前估计为12 T。理论上,在饱和场以下的化合物中预测到了奇异的多极双相,但迄今为止还没有明确的实验观察。本文利用μ子自旋旋转($μ$ SR)、$^7$ Li核磁共振(NMR)和磁化率(SQUID)等方法,在宽温(30mK)和宽场(0PDMATHABMO 13.3T)范围内对该化合物进行了广泛的实验研究。零磁场下的$μ$ SR实验表明,在低至30mK的情况下,不存在长程3D有序。与以前的热容数据[S.E. Dutton \emph{et al},物理学评论快报。108,187206(2012)],磁化率测量表明在磁场范围$0-4$ T中存在短程相关矢量手性相。在中间场值(5 $-$ 12 T)中,系统在最低温度(125 mK)下进入3D有序自旋密度波相,每个铜位点具有0.75 $μ_B$,通过NMR估计。在更高的磁场下,发现磁化强度在13 T以上饱和,其中自旋晶格$T_1^{-1}$弛豫揭示了估计为3.2(2)K的自旋间隙。我们缩小了观察多极双相的可能性,范围为12.5 $-$ 13T。
2017-10-13 cond-mat.str-el
Two-photon driven magnon-pair resonance as a signature of spin-nematic order
本文从理论上研究了强激光或电磁波驱动下全极化阻挫磁体中自旋有序相附近的非线性磁共振。一般情况下,磁振子和磁振子对(两磁振子束缚态)都是自旋双稳磁体饱和态的低能激发态。它们的激发能通常在太赫兹(THz)或千兆赫兹范围内。角动量为2 $\hbar$的磁振子对可以通过两个光子的同时吸收而被激发,并且如果所施加的太赫兹激光足够强,则会发生这种多光子过程。本文计算了一类同时具有磁振子($\hbar$)和磁振子对(2 $\hbar$)类激发的四自旋受抑系统的激光驱动磁动力学。利用林德布拉德方程,考虑耗散效应,估算了实现双光子吸收所需的激光磁场强度。我们发现,强太赫兹激光与交流磁场为0.1-1.0特斯拉是足够的观察磁振子对共振。
2020-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Spiral order by disorder and lattice nematic order in a frustrated Heisenberg antiferromagnet on the honeycomb lattice
受近期实验的启发,我们研究了二维蜂窝晶格上的挫挫$_3$海森堡模型.二维蜂窝晶格上的经典$J_1$ - $J_2$海森堡模型对于$J_2 < J_1/6$具有Néel阶.对于$J_2 > J_1/6$,它表现出一个单参数族的简并无公度自旋螺旋基态的螺旋波矢量可以指向任何方向。自旋波涨落在领先秩序解除这种意外简并有利于特定的波矢量,导致螺旋秩序的混乱。然而,对于自旋$S=1/2$,量子涨落很可能强到足以在$J_2/J_1$的宽范围内熔化螺旋序参量。在这个范围的一部分,我们认为,所得到的状态是一个价键固体(VBS)与交错的二聚体顺序-这个VBS是一个破坏晶格旋转对称性的一个键。我们的论点得到了支持,通过比较自旋波能量与使用键算子形式主义获得的二聚体固体的能量。转向螺旋有序状态上的热波动的影响,任何非零温度破坏磁序,但离散的晶格旋转对称性仍然打破导致在热模拟的BVBS。我们提出的论点,支持经典的蒙特卡罗模拟,这一超导转变成高温对称顺磁体通过热相变,这是在普适类的经典3-状态Potts(时钟)模型在2D。我们讨论了蜂窝磁体,如Bi $_3$ M $_4$ O $_{12}$(NO $_3$)(M=Mn,V,Cr)和双层三角晶格磁体的结果可能的相关性。
2010-05-28 cond-mat.str-el
Spin nematic phase in (quasi-)one-dimensional frustrated magnet in strong magnetic field
本文讨论了强磁场中自旋为1/2的一维和准一维磁体中的铁磁最近邻$J_1$和反铁磁次近邻$J$交换相互作用.由于磁振子之间的相互吸引,在$J>|J_1|/4$的$H=H_s$上发生从全极化相到磁振子的量子相变。这种在$J>0.368|J_1|$的跃迁的特征是两磁振子束缚态谱的软化。利用键算符形式,我们提出了一个玻色子表示的自旋哈密顿量,除了玻色子描述一个磁振子自旋1激发,玻色子描述自旋2激发,其光谱符合在$H\ge H_s$与两个磁振子的束缚态光谱之前获得。在$H=H_s$处软化的理论中玻色子模式的存在使得QPT考虑基本上是标准的。在一维情况下,在$H<H_s$,我们找到了一个表达式的磁化描述现有的数值数据。得到了自旋阻尼子的表达式,它与以前在$J\gg|J_1|$极限情况下或用唯象理论导出的结果一致。在准一维磁体中,我们发现在$H$-$T$平面中,全极化相和双极化相之间的边界由$H_s(0)-H_s(T)\propto T^{3/2}$给出。得到了自旋极化子、磁振子谱、软模、磁化强度和磁振子序参量的简单表达式。所有的静态双自旋关联函数都是短程关联函数,关联长度与$1/\ln(1+|J_1|/J)$成正比。讨论了动态自旋极化率,结果表明在纵向通道中可以观察到软模。
2012-07-24 cond-mat.str-el
Spin-orbit interaction driven dimerization in one dimensional frustrated magnets
本文研究了自旋轨道相互作用对一维U(1)不变的具有主要临界涨落的阻挫磁体的影响。自旋-轨道耦合明确地打破了任意全局自旋旋转关于高对称轴的U(1)对称性,直到$Z_2$(在$π$ -旋转下不变性)。假设在$π$ -旋转下,π序参量是不变的,那么我们就有必要问,其他离散对称性是否可以自发破缺。在这里,我们证明了自旋轨道耦合诱导的键密度波自发地打破平移对称性,并打开一个缺口的激发光谱。
2017-11-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Nematostriction in frustrated two-dimensional Heisenberg models
University of Oslo(奥斯陆大学);University of Copenhagen(哥本哈根大学)
研究二维反铁磁模型中扭结相变的机制,探讨磁弹性耦合对临界温度和声子谱的影响,揭示扭结收缩对相变性质的改变。
2026-06-28 cond-mat.str-el
Magnetic ground state of the frustrated spin-1/2 chain compound $β$-TeVO$_4$ at high magnetic fields
阻挫自旋1/2链,尽管表面上的简单,表现出显着丰富的相图,包括矢量手性(VC),自旋密度波(SDW)和多极/自旋双极相位作为磁场的函数。在这里,我们报告的研究$β$ -TeVO $_4$,原型的这种化合物,基于磁化和中子衍射测量高达25 T。在磁场沿$a$和$c$晶轴方向的情况下,发现在$\sim$ 3 T处,从螺旋VC基态到SDW态的跃迁;在磁场沿$b$晶轴方向的情况下,发现在$\sim$ 9 T处,从螺旋VC基态到SDW态的跃迁.存在于$\sim$ 18 T以上的高场(HF)状态,即,在饱和磁化强度的$\sim$ 1/2以上,是一种不相称的磁有序状态,而不是自旋受抑状态,如理论上对各向同性受抑自旋1/2链所预测的那样。HF状态可能是由先前研究中发现的相当大的链间相互作用和对称的链内各向异性驱动的。因此,在$β$ $_4$中的自旋双稳相的潜在存在被限制在窄的场范围内,即,在磁化强度的饱和度以下十分之几特斯拉,这也在其它受抑自旋1/2链化合物中发现。
2019-09-16 cond-mat.str-el
Ghost in the machine: Theory of inelastic neutron scattering in a field-induced spin-nematic state
由于在实验中很难观察到序参量,自旋-自旋态被证明是难以捉摸的。在这篇文章中,我们发展了一个场诱导自旋-π态的自旋激发理论,并用它来说明如何利用非弹性中子散射来识别自旋-π序。我们专注于二维受抑铁磁体,其中一个两个子晶格,键心自旋自旋态被预测存在于一个很宽的参数范围内。首先,为了阐明自旋激发的性质,我们引入了一个可溶的自旋1模型,并利用它导出了一个适用于任何两个子晶格自旋激发态的连续场论。然后,我们参数化这个场论,使用图解计算一个现实的微观模型的自旋1/2挫折铁磁体,并显示它如何可以用来预测非弹性中子散射。作为一个例子,我们给出了中子从BaCdVO(PO_4)_2的非弹性散射的定量预测,BaCdVO(PO_4)_2是一个很有希望的候选者,以实现在一个可实现的h \sim 4 T的自旋双稳态。我们表明,在这种材料中,它是现实的,期望一个幽灵般的戈德斯通模式,信号自旋自旋有序,在实验中可见。
2015-05-07 cond-mat.str-el
Magnon pairing in quantum spin nematic
竞争的铁磁和反铁磁交换相互作用可能会导致在受抑量子磁体的高场相中形成束缚磁振子对。随着磁场的减小,磁振子对在传统的单磁振子不稳定性发生之前经历玻色凝聚。我们发展了一种分析方法来研究磁振子对凝聚体的零温性质,它是BCS超导体的玻色子模拟。用相干玻色子态表示凝聚体波函数,揭示了基态的自旋对称性,并允许计算各种静态性质。尖锐的准粒子激发被发现在一个小的有限间隙的π态。我们还预测了在高场的阻挫链材料LiCuVO 4中存在长程有序的自旋-自旋相。
2010-11-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Phase diagram of the quantum spin-1/2 Heisenberg-$Γ$ model on a frustrated zigzag chain
本文利用密度矩阵重整化群研究受挫锯齿链上自旋-1/2海森堡-$Γ$模型的基态相图,揭示向列单态-二聚体相等多种磁性与非磁性相,并解释了YbCuS$_2$中无能隙非磁性低温相的可能起源。
2024-06-22 cond-mat.str-el
Discrete lattice symmetry breaking in a two-dimensional frustrated spin-1 Heisenberg model
自发离散对称破缺可以在投影纠缠对态(PEPS)的框架下通过线性叠加属于两个(或更多)对称类张量的局域张量来描述。这是说明在方形晶格上,其中主机的一个自旋为1的海森堡模型的挫折的情况下自发破缺晶格$π/2$旋转对称性的自旋液体。SU(2)-对称PEPS张量属于两个不可约的表示的格点群的叠加示出准确捕获的性质,如所示的精确对角化和密度矩阵重整化群结果的比较。
2018-07-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con quant-ph
Frustrated magnetic interactions in FeSe
结构最简单的高温超导体FeSe表现出有趣的超导顺磁相,具有不同于典型自旋波的不寻常的自旋激发谱;因此,确定其有效的磁交换相互作用是具有挑战性的。在这里,我们报告中子散射测量的自旋涨落的FeSe在四重顺磁相。我们发现,等时磁结构因子,$\mathcal{S}(\textbf{Q})$,可以有效地使用自洽高斯近似计算高度受挫最近邻($J_{1}$)和次最近邻($J_{2}$)交换耦合,和非常弱的进一步邻居交换相互作用。我们的结果阐明了FeSe中的阻挫磁性,这为FeSe及相关材料中高度可调的超导性和向列性提供了一个自然的解释。
2022-07-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin nematic states in antiferromagnets containing ferromagnetic bonds
大多数最近的工作致力于自旋磁相位处理要么受挫磁铁或与大的非海森堡项的哈密顿描述。我们发现,在强磁场中,含有铁磁(FM)键的非阻挫反铁磁体(AFs)可以出现双相。在讨论的特定自旋系统中,有FM梯级的梯子,铁磁耦合的两个AF层,含有交替的AF和FM键的链,以及AF各向异性自旋-1链。
2013-04-19 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
Nematic Bond Theory of Heisenberg Helimagnets
我们研究了具有一般无公度基态的经典二维受抑海森堡模型。基于有效交换耦合键的自洽确定,发展了自旋-自旋"有序-无序"转变的新理论。在我们的方法中,波动的约束领域实施的本地磁矩保守驱动向列性在低温下。发现临界温度对螺旋波矢的峰值高度敏感,当接近旋转对称的Lifshitz点时,临界温度连续消失。通过调整交换参数,对称性不同的双阶之间的转变可能发生,导致双临界点的线。
2017-05-24 cond-mat.str-el
One-dimensional frustrated plaquette compass model: Nematic phase and spontaneous multimerization
我们引入了一个一维的赝自旋模型,其中对于偶键和奇键(横档),沿腿和横档的伊辛相互作用在$X_{i}X_{i+1}$和$Z_{i}Z_{i+1}$之间交替.我们还包括下一个最近的邻居伊辛相互作用的plaquettes的对角线上,交替在这样一种方式,一个模型,其中只有腿的相互作用被打开是等效的,当只有对角线的存在。因此,在没有横档相互作用的情况下,模型可以在两个1D罗盘模型之间插值。该模型描述了局部对称性,即梯形的每个$2\times 2$胞元(格元)内的奇偶性。我们发现,对于不同的相互作用值,它可以实现不同的基态的图案形成这些本地宇称。通过精确对角化,我们推导出详细的$L=4$,6和8的小系统的相图,并使用下一个$L=12$,以确定出现在更大的系统以及通用的阶段。其中,我们发现,当腿和对角相互作用是相等的,而横档相互作用大于一个临界值时,一个具有宏观简并性的双相。该相位与二维罗盘模型中发现的相位相似。对于特定的参数,目前的元胞模型的低能量部分减少到一个一维罗盘模型与自旋$S=1$,这表明它实现了特殊的交叉类罗盘模型。最后,我们证明了该模型可以实现具有破坏平移不变性的相,这些相可以是二聚的,三聚的,\textit{etcetera}的,或者完全无序的,并且在相图的一个很好识别的窗口中高度纠缠。
2016-05-26 cond-mat.str-el quant-ph
Symmetry breaking via Kondo hybridization: Chiral nematic metal in Pr2Ir2O7
在受抑磁体中,当磁有序被抑制到低温时,量子自旋液体的形成成为可能。这种自旋液体如何在传导电子的存在下表现出来是一个具有潜在丰富物理后果的问题,特别是当局域自旋和传导电子都位于受抑晶格上时。我们提出了一种新的机制,对称性破缺的系统中,传导电子杂交的量子自旋液体通过近藤耦合。我们将其应用到烧绿石铱酸盐Pr2Ir2O7,它表现出异常的霍尔效应没有明确的磁序指示。我们发现,近藤杂交的本地Pr赝自旋和Ir传导电子之间的打破了一些空间对称性,除了时间反转,无论形式的耦合。这些打破对称性的结果在一个异常的霍尔电导率和诱导小的磁,四极和电荷有序。提出了进一步的实验签名。
2013-06-24 cond-mat.str-el
Quantum spin nematics, dimerization, and deconfined criticality in quasi-one dimensional spin-1 magnets
本文从理论上研究了准一维自旋1磁体中由于量子涨落引起的自旋有序的破坏。如果凝聚向错使顺磁有序无序,那么量子贝里相位效应会在所产生的顺磁体中引起二聚化。我们发展了一个在最近的数值计算中发现的自旋二聚态和二聚态之间的朗道禁戒二级跃迁的理论。数值试验的理论建议。
2007-01-16 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
NaCuMoO_4(OH) as a Candidate Frustrated J_1-J_2 Chain Quantum Magnet
在具有最近邻铁磁相互作用J_1和次最近邻反铁磁相互作用J_2的阻挫J_1-J_2链中,理论上可以得到诸如自旋-反铁磁态等新的磁态.然而,由于难以获得合适的模型化合物,它们很少在实验中进行研究。本文证明了由共边CuO_2链组成的准一维反铁磁体NaCuMoO_4(OH)是一个很好的候选J_1-J_2链反铁磁体。通过将磁化率、热容和磁化强度数据与精确对角化方法计算得到的数据进行比较,估计交换相互作用为J_1 =-51K,J_2 = 36 K。在1.3 K的高场磁化强度测量结果表明,在26 T以上的饱和度,几乎没有证据表明,预计低于饱和场,这可能是由于拖尾效应所造成的热波动和多晶性质的样品的自旋磁共振状态。
2014-09-04 cond-mat.str-el
Vector chiral and multipolar orders in the spin-1/2 frustrated ferromagnetic chain in magnetic field
研究了在磁场存在下,具有竞争铁磁最近邻J_1和反铁磁次近邻J_2交换耦合的一维自旋1/2海森堡链.我们采用数值方法(密度矩阵重整化群方法和精确对角化)和有效场论方法,获得了耦合比J_1/J_2在较宽参数范围内的基态相图。相图内容丰富,有多种相,包括矢量手性相、双极性相和其他多极相。在相对弱的磁场中出现的矢量手征相中,基态表现出自发破坏宇称对称性的矢量手征性的长程序(LRO)。反铁磁相表现出反铁磁自旋关联的准LRO,是在强磁场中形成双磁振子束缚态的结果。类似地,更高的多极相,如三阶(p=3)和四阶(p=4)相,通过饱和场附近的p磁振子结合形成,显示出反铁多极自旋关联的准LRO。当磁场减小时,多极相在遇到较低场下的矢量手征相的相变之前交叉到自旋密度波相。我们的结果的影响准一维沮丧磁铁(例如,LiCuVO_4)。
2008-09-10 cond-mat.str-el
Nematic Fluctuations in Iron-Oxychalcogenide Mott Insulators
向列波动发生在从液晶到生物分子到固体的广泛的物理系统中,例如外来磁体、铜酸盐和铁基高$T_c$超导体。向列涨落被认为与铁基超导体中库珀对的形成密切相关。目前还不清楚这种向列性中固有的各向异性是否来自电子自旋或轨道自由度。研究了结构上与铁磷属元素化物超导体相似的铁基莫特绝缘体La $_{2}$ O $_{2}$ Fe $_{2}$ O $M$ $_{2}$ $M$ =(S,Se)。它们的电子相图也接近铁磷属元素化物。核磁共振(NMR)揭示了一个关键的慢下来的自旋晶格弛豫速率($1/T_1$)观察到的涨落。这是通过使用穆斯堡尔谱在类似的温度范围内观察电场梯度的变化来补充的。应用于原子核结构的中子对分布函数技术揭示了在很宽的温度范围内存在局部的$C_2$波动,而中子衍射表明,全球$C_{4}$对称性被保留。理论建模的几何挫折自旋$1$海森堡模型与双二次和单离子各向异性条款提供了解释的磁涨落的隐藏的四极自旋波动。向列性与几何阻挫磁性密切相关,后者来自轨道选择性。结果突出的轨道秩序和自旋波动的出现在铁基氧硫族化合物的向列性。在这些莫特绝缘体内的磁通波动的检测扩展了显示短程磁通断裂的铁基材料的组。
2020-02-10 cond-mat.str-el
Multipolar phase in frustrated spin-1/2 and 1 chains
具有最近邻$J_1$和次近邻反铁磁$J_2$相互作用的$J_1-J_2$自旋链模型是最流行的阻挫磁模型之一。该模型系统已被广泛的理论研究和应用,以解释实际低维材料的磁性。然而,在轴向磁场$h$中的$J_1-J_2$模型的不同相的存在要么不被理解,要么一直有争议。本文证明了在临界点$(J_2/J_1)_c=-0.25$附近存在高阶$p>4$多极相。讨论了利用非弹性中子散射(INS)实验数据检测四极波或第二类自旋密度波(SDW $_2$)的判据,并对LiCuVO $_4$化合物的INS数据进行了模拟。我们讨论了四极相中的二聚和简并基态。在自旋为1/2的体系中,结合能的主要贡献来自最近邻键的纵向分量。在大$J_2/J_1$极限下,我们还研究了自旋为1的系统中自旋的双稳/SDW $_2$相.
2017-05-20 cond-mat.str-el
Search for a spin-nematic phase in the quasi-one-dimensional frustrated magnet LiCuVO$_4$
我们已经进行了核磁共振实验上的准一维阻挫自旋1/2系统LiCuVO $_4$在磁场$H$沿c轴施加到附近的饱和场$H_{\rm sat}$的字段值。对于场范围$H_{\rm c2}<H<H_{\rm c3}$($μ_0H_{\rm c2}\approx 7.5$ T和$μ_0H_{\rm c3} = [40.5 \pm 0.2]$ T),$^{51}$ V NMR谱在$T$ = 380 mK时表现出特征性的双喇叭图案,正如自旋调制相位所预期的那样,在自旋调制相位中,Cu $^{2+}$离子的磁矩平行于所施加的场$H$对齐,并且它们的幅度沿着磁链正弦变化。对于更高的领域,$^{51}$ V NMR光谱形状的变化从双喇叭图案到一个单一的洛伦兹线。对于该洛伦兹线,$^{51}$ V核处的内场对于$μ_0 H > 41.4$ T保持恒定,表明LiCuVO $_4$中的大多数磁矩在该场范围内已经饱和。该结果与先前观察到的具有$μ_0H_{\rm sat}=45$ T [L]的$H_{\rm c3}<H<H_{\rm sat}$的磁化强度$M(H)$的线性场依赖性不一致。E. Svistov { \it等},JETP Letters { \bf 93},21(2011)]。我们认为,差异是由于非磁性缺陷的样品。$^7$ Li核的自旋-晶格弛豫速率的结果表明,能隙随场的增长速度是单自旋塞曼能量的…
2014-10-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Dynamical quadrupole structure factor of frustrated ferromagnetic chain
利用密度矩阵重整化群方法研究了磁场中自旋为1/2的$J_{1}$ - $J_{2}$海森堡链中铁磁$J_{1}$和反铁磁$J_{2}$的动力学四极结构因子.在一个场诱导的自旋极化机制中,我们观察到了$q=π$的准长程反铁四极关联的无带隙激发。无间隙激励模式在饱和时具有二次型,而随着磁化强度的减小,它变成线性色散。
2018-06-04 cond-mat.str-el
Stability and magnetization curve of spin-nematic phase slightly below saturation field
我们讨论了略低于饱和磁场的阻挫磁体的磁化过程。束缚磁振子在自旋极化态上的凝聚,要么诱导自旋极化相,要么诱导相分离态。束缚磁振子对之间的(有效)相互作用不仅对超导相的稳定性至关重要,而且还决定了饱和附近磁化曲线的斜率。我们一般用微扰散射理论导出这种相互作用的表达式。通过将该方法应用于耦合锯齿形链LiCuVO 4,我们发现正的对-对相互作用意味着自旋π相的稳定。我们还指出,LiCuVO 4的磁化曲线几乎是垂直的(即非常大的dM/dH)附近的饱和表现出一维的功能,尽管不可忽略的链间耦合。
2014-06-08 cond-mat.str-el
Two Step Restoration of SU(2) Symmetry in a Frustrated Ring-Exchange Magnet
我们证明了正方晶格上四自旋环交换模型中存在一个自旋为零的无矩相。这种不寻常的量子态是由挫折和量子涨落的相互作用产生的,当从四子晶格正交双轴Neel序到这种奇异的单轴磁体时,量子涨落导致SU(2)对称性的部分恢复。阻挫的进一步增加驱动向完全带隙的SU(2)对称价键晶体的转变。
2005-09-23 cond-mat.str-el
An essentially geometrically frustrated magnetic object: an exact solution
从典型的几何挫折磁性物体-等边三角形和四面体-我们考虑一个假想的对象:一个多维四面体的自旋$1/2$在每个顶点和相等的海森堡磁交换沿每个边缘。多粒子的情况下,通过设置维数$d$到高的数字,从而提供了可能的最几何挫折磁系统。这个问题有一个精确的解决方案,为每个$d$,通过简单的学生级的方法获得。结果,这个假想的物体在$d\to{}\infty$上清楚地展示了真实几何阻挫磁系统的所有特征:高度简并的基态;没有磁相变;精确到$T\to{}0$的居里-外斯行为;以及每一个自旋的交换能量非常小。
2015-04-21 cond-mat.stat-mech 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
Excitations and quasi-one-dimensionality in field-induced nematic and spin density wave states
本文研究了几个准一维自旋系统在磁场中的激发谱和动力学响应函数。这包括两个阶段,其中港口“隐藏”打破的自旋旋转对称性的领域,并已被认为发生在高领域的某些挫折链系统与竞争的铁磁和反铁磁相互作用,和自旋密度波状态,其中自旋旋转对称性是真正的完整。利用玻色化、场论和可积sine-Gordon模型的精确结果,我们建立了这些态的集体模式结构,并展示了如何通过实验来区分它们。
2013-12-04 cond-mat.str-el
Magnetically Stabilized Order. II: Critical states and algebraically ordered nematic spin liquids in one-dimensional optical lattices
研究了一维光晶格中自旋为1的玻色子在塞曼场驱动下从单重态自旋液体到代数有序O(2)重态自旋液体的量子相变.我们发现,在高维晶格中,临界行为的特征是硬核玻色子的凝聚,而不是理想的磁振子。临界指数被硬核相互作用强重整化,临界态等价于自由费米子模型直到Friedal振荡。我们还发现,代数有序双自旋液体接近临界点的Luttinger液体动力学与Luttinger液体参数磁可调的充分特点。用Bethe Anneumann解确定了临界磁化强度和临界磁化强度的相关性。
2005-06-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Classical spin-liquid on the maximally frustrated honeycomb lattice
我们发现,蜂窝海森堡反铁磁体与$J_1/2=J_2=J_3$,其中$J_{1/2/3}$分别是第一,第二和第三邻居耦合,形成一个经典的自旋液体与夹点奇异性的结构因子在布里渊区的角落。在用非磁性离子稀释后,出现携带自由矩的$1/3$的分离自由度。在低温极限下,它们的有效描述是随机分布在三角晶格上的自旋,具有长程对数形式的阻挫相互作用。这种磁体的XY版本表现出无序的热有序性,这具有明确的实验诊断。
2015-10-06 cond-mat.str-el
Frustrated RVB states in 2D: classifications and short-range correlations
共振价键(RVB)态对于我们直观地理解二维量子自旋液体是至关重要的。我们系统地分类短程玻色子RVB状态到对称或双自旋液体通过检查他们的通量模式。我们进一步映射到投影BCS波函数的短程玻色RVB状态,我们进行大规模的蒙特卡罗模拟没有负号的问题。我们的结果清楚地表明,自旋和二聚体相关指数衰减在所有的短程阻挫(非二分或$Z_2$)玻色子RVB态,我们研究,表明它们是带隙的$Z_2$量子自旋液体。一般来说,我们推测,所有的短程沮丧玻色子RVB态在二维只有短程相关。
2012-10-09 cond-mat.str-el