本文用中子衍射方法研究了外磁场中具有非磁性自旋二聚体基态的$4f$ -电子系统YbAl $_3$ C $_3$。在T=0.05K的临界场H $_C\sim $ 6 T以上,揭示了一个包含铁磁和反铁磁成分的长程磁序.磁结构表明,在低温正交相,原型六方晶格的几何挫折并没有完全解除。在零场条件下,非磁性单重态基态的稳定性主要取决于自旋阻挫对磁性有序的抑制。温度依赖的测量在所施加的字段H= 12 T显示,长程有序持续到温度显着高于自旋间隙表明,这一阶段是不直接相关的单重态-三重态激发。结合我们的中子衍射结果与先前公布的相图,我们支持存在一个中间无序相作为第一次激发从非磁性单重基态。在此基础上,我们提出YbAl $_3$ C $_3$作为研究重费米子金属在几何阻挫影响下的量子相变的新材料。
英文摘要:
The $4f$-electron system YbAl$_3$C$_3$ with a non-magnetic spin-dimer ground state has been studied by neutron diffraction in an applied magnetic field. A long-range magnetic order involving both ferromagnetic and antiferromagnetic components has been revealed above the critical field H$_C\sim $ 6T at temperature T=0.05K. The magnetic structure indicates that the geometrical frustration of the prototype hexagonal lattice is not fully relieved in the low-temperature orthorhombic phase. The suppression of magnetic ordering by the remanent frustration is the key factor stabilizing the non-magnetic singlet ground state in zero field. Temperature dependent measurements in the applied field H=12T revealed that the long-range ordering persists up to temperatures significantly higher than the spin gap indicating that this phase is not directly related to the singlet-triplet excitation. Combining our neutron diffraction results with the previously published phase diagram, we support the existence of an intermediate disordered phase as the first excitation from the non-magnetic singlet ground state. Based on our results, we propose YbAl$_3$C$_3$ as a new material for studying the quantum phase transitions of heavy-fermion metals under the influence of geometrical frustration.
Investigation of the magnetic ground state of GaV$_4$S$_8$ using powder neutron diffraction
用交流磁化率和粉末中子衍射研究了多晶Néel skyrmion宿主材料GaV $_4$ S $_8$的磁性基态。在没有外加磁场的情况下,Ga V $_4$ S $_8$在13 K以下经历从顺磁性到摆线态的转变,然后在6 K以下经历类铁磁性的转变。从交流磁化率和粉末中子衍射的证据,我们已经确定了相称的磁性结构在1.5 K,与有序的磁矩$0.23(2)~μ_{\mathrm{B}}$的V1网站和$0.22(1)~μ_{\mathrm{B}}$的V2网站。这些磁矩具有类似铁磁的排列,但V2位上的磁矩以39(8)$^{\circ}$倾斜远离V $_4$簇。在6和13 K之间存在的无公度磁相,我们提供了一个彻底和仔细的分析,这种材料所表现出的摆线磁结构,使用粉末中子衍射。
Refining hydrogen positions in α-FeOOH through combined neutron diffraction and computational techniques
Kyoto University(京都大学);Japan Science and Technology Agency(日本科学技术振兴机构);Japan Fine Ceramics Center(日本精细陶瓷中心);Tokyo Metropolitan University(东京都立大学);Institute of Science Tokyo(东京科学研究所)
Machine learning magnetic interactions from neutron powder diffraction data
School of Physics, Georgia Institute of Technology(佐治亚理工学院物理学院);Neutron Scattering Division, Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室中子散射部);Materials Science and Technology Division, Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室材料科学与技术部)
Direct observation of the ground state of a 1/3 quantum magnetization plateau in SrMn$_3$P$_4$O$_{14}$ using neutron diffraction measurements
利用中子衍射测量可以直接研究磁化平台场的基态(平台基态)。我们对自旋为5/2的三聚体物质SrMn $_3$ P $_4$ O $_{14}$在磁化平台场中进行了中子衍射测量。用孤立三聚体模型的平台基态中每个自旋的期望值计算的磁反射积分强度与在磁化平台场中的实验结果吻合得很好。我们成功地在SrMn $_3$ P $_4$ O $_{14}$中直接观察到了一个平台基态。
Suppression of magnetic order in CaCo$_{1.86}$As$_{2}$ with Fe substitution: Magnetization, neutron diffraction, and x-ray diffraction studies of Ca(Co$_{1-x}$Fe$_{x}$)$_{y}$As$_{2}$
磁化,中子衍射,高能X射线衍射结果的Sn助熔剂生长的单晶样品的Ca(Co $_{1-x}$ Fe $_{x}$)$_{y}$作为$_{2}$,$0\leq x\leq1$,$1.86\leq y \leq 2$,并显示A型反铁磁秩序,与有序的时刻位于沿$c$轴,持续为$x\lesssim0.12(1)$。随着$x$的增加,反铁磁序被平滑地抑制,有序矩和Néel温度都线性降低。$x\leq0.25$不出现条纹型反铁磁序,$x$也不出现铁磁序,至少达到$x=0.104$,并且发生从CaCo $_{1.86}$ As $_{2}$的四重(cT)相到CaFe $_{2}$ As $_{2}$的四重(T)相的平滑交叉。这些结果表明,空穴掺杂CaCo $_{1.86}$ As $_{2}$对磁性和结构的影响不如Sr取代Ca的空间效应显著。
Possible stripe phases in the multiple magnetization plateaus in TbB$_4$ derived from single-crystal neutron diffraction under pulsed high magnetic fields
Magnetic Order of Dresselhaus-type Antiferromagnet EuIr$_4$In$_2$Ge$_4$ Studied by Single Crystal Neutron Diffraction
Materials Sciences Research Center, Japan Atomic Energy Agency(日本原子力研究机构材料科学研究中心);Advanced Science Research Center, Japan Atomic Energy Agency(日本原子力研究机构先进科学研究中心);J-PARC center, Japan Atomic Energy Agency(日本原子力研究机构J-帕克中心);Comprehensive Research Organization for Science and Society(综合科学研究机构);Department of Physics, Tokyo Metropolitan University(东京都立大学物理系);RIKEN Center for Emergent Matter Science(理化学研究所新兴物质科学中心)
Neutron-diffraction and linear {Grüneisen} parameter studies of magnetism in NdFe$_2$Ga$_8$
我们通过中子衍射和温度调制线性{Grüneisen}参数测量来研究NdFe $_2$ Ga $_8$的磁性。以前的实验测量表明,在10和14.5 K,分别有两个磁转变。中子衍射测量证实,较低的是一个反铁磁(AFM)过渡与相称的磁结构。公度和非公度(IC)的磁峰被发现低于较高的过渡,但它们的强度只逐渐增加,随着温度的降低。低于10 K时,相应的峰强度随着温度的降低而迅速增加,表明AFM转变,而IC峰强度在低于5 K时消失。沿$c$轴的线性{Grüneisen}参数$Γ_c$显示出与磁化$M$的磁滞行为不同的磁滞行为。本文讨论了NdFe $_2$ Ga $_8$的磁性起源。
Magnetism of the Fe$^{2+}$ and Ce$^{3+}$ sublattices in Ce$_{2}$O$_{2}$FeSe$_{2}$: a combined neutron powder diffraction, inelastic neutron scattering and density functional study
在30 K以上的122铁硒化物材料中发现超导性需要了解潜在的磁相互作用。我们提出了磁性和半导体Ce $_{2}$ O $_{2}$ FeSe $_{2}$组成的边连接的铁硒四面体链的实验和理论研究相结合。结合中子衍射和非弹性散射的研究和密度泛函计算证实了最近邻的铁-硒-铁相互作用的铁磁性质的ZrCuSiAs相关的铁硒氧化物Ce $_{2}$ O $_{2}$ FeSe $_{2}$。非弹性测量提供了最近邻的Fe-Fe和Fe-Ce相互作用的强度的估计。这与密度泛函理论计算结果一致,表明Ce $_{2}$ O $_{2}$ FeSe $_{2}$的Fe-Se片层中的相关性很弱. Fe原位排斥$U_{Fe}$与所报道的砷氧化物和K $_{1-x}$ Fe $_{2-y}$ Se $_{2}$相当,它们是铁基超导体的母体。
Neutron diffraction evidence of the 3-dimensional structure of Ba2MnTeO6 and misidentification of the triangular layers within the face-centred cubic lattice
Nonconventional magnetic order in frustrated diamond lattice antiferromagnet CoAl2O4 studied by neutron diffraction and classical Monte-Carlo simulation
已知在金刚石A晶格上具有磁性Co2+离子的CoAl 2 O 4尖晶石是磁性受抑的。我们比较了在零磁场和外加磁场中测量的中子单晶衍射图与经典蒙特卡罗模型得到的衍射图。在模拟中,我们测试各种参数对衍射图案的影响:最近的,J1,和下一个最近的,J2,邻居的相互作用,磁场施加沿主要结晶方向的比率,和随机无序的A(Co 2+)和B(Al 3+)的网站。我们的结论是,到目前为止所考虑的模型解释了磁布拉格峰的加宽在零磁场和它们的各向异性响应施加磁场只有部分。由于我们的单晶体的整体性能是各向同性的,我们认为,它的微观结构,特别是<111>-孪晶界,可能是CoAl 2 O 4的非常规磁秩序的原因。
Two geometrically frustrated magnets studied by neutron diffraction
在烧绿石化合物Tb $_2$ Ti $_2$ O $_7$和Tb $_2$ Sn $_2$ O $_7$中,只有Tb $^{3+}$离子是磁性的。它们表现出相当异常的-而且,鉴于它们的化学相似性,又有着惊人的不同-磁行为,正如在环境压力和外加压力下用中子衍射所探测到的那样。Tb $_2$ Ti $_2$ O $_7$是一种协同顺磁体(“自旋液体”),在环境压力下没有长程序;然而,它在压力下变得有序。相比之下,Tb $_2$ Sn $_2$ O $_7$在环境压力下已经进入“有序自旋冰”状态。我们分析一个简单的模型,它已经清楚地表现出一些实验观察到的定性特征。总的来说,比较这两种化合物强调了在几何受挫系统中选择低温状态的小扰动的力量。