A single crystal of the Co2+ based pyrochlore NaCaCo2F7 was studied by inelastic neutron scattering. This frustrated magnet with quenched exchange disorder remains in a strongly correlated paramagnetic state down to one 60th of the Curie-Weiss temperature. Below T_f = 2.4 K, diffuse elastic scattering develops and comprises 30 +/- 10% of the total magnetic scattering, as expected for J_{eff} = 1/2 moments frozen on a time scale that exceeds \hbar/δE=3.8 ps. The diffuse scattering is consistent with short range XY antiferromagnetism with a correlation length of 16 Å. The momentum (Q) dependence of the inelastic intensity indicates relaxing XY-like antiferromagnetic clusters at energies below ~ 5.5 meV, and collinear antiferromagnetic fluctuations above this energy. The relevant XY configurations form a continuous manifold of symmetry-related states. Contrary to well-known models that produce this continuous manifold, order-by-disorder does not select an ordered state in NaCaCo2F7 despite evidence for weak (~12 %) exchange disorder. Instead, NaCaCo2F7 freezes into short range ordered clusters that span this manifold.
Linear magnetoelectric effect as a signature of long-range collinear antiferromagnetic ordering in the frustrated spinel CoAl2O4
A位阻挫磁性尖晶石CoAl_2 O_4的基态是共线反铁磁有序态还是螺旋自旋液态一直是一个有争议的问题,因为两种竞争相互作用的比值J_2/J_1位于这两种基态的边界附近。本文通过对磁电效应的研究和蒙特卡罗模拟,讨论了不同Co2+/Al 3+位序的CoAl 2 O 4的磁基态.低位序CoAl 2 O 4在磁有序温度以下表现出线性磁电效应。随着无序度的增加,磁电效应被抑制,并且具有14%无序度的样品表现出没有磁电效应的自旋玻璃行为。蒙特卡罗模拟支持了实验结果,并表明位序无序抑制了长程反铁磁有序并诱导了自旋玻璃态。由于线性磁电效应需要长程磁有序,我们认为低位无序的CoAl_2 O_4的基态是共线反铁磁体。
Quantum order by disorder in frustrated diamond lattice antiferromagnets
本文提出了一个受抑金刚石晶格反铁磁体的量子理论。考虑到量子涨落作为缓解自旋阻挫的主要机制,我们发现了一个丰富的相图,除了Néel相外,还包括六个具有共面螺旋有序的相。通过计算这些有序相的比热,我们得到了$(k,k,0)$ -螺旋有序与实验比热数据之间的显着协议的金刚石晶格尖晶石化合物MnSc $_2$ S $_4$,Co $_3$ O $_4$和CoRh $_2$ O $_4$,即比热数据是一个强有力的证据$(k,k,0)$ -螺旋有序在所有这些材料.这一预测可以在未来的中子散射实验中进行测试Co $_3$ O $_4$和CoRh $_2$ O $_4$,并与现有的中子散射数据MnSc $_2$ S $_4$是一致的。基于这一协议,我们推断挫折和量子涨落的强度之间的单调增加的关系。
Disorder instability of the magnon condensate in a frustrated spin ladder
利用体磁测量和热力学测量研究了无序对受抑自旋梯化合物H8 C4 SO2 Cu 2(Cl[1-x]Brx)4的场诱导量子相变的影响.母体材料(x=0)是一种量子自旋液体,在应用领域中,已知它会形成具有长程螺旋磁序的磁振子凝聚体。我们表明,债券的随机性引入的非磁性halogene网站上的化学取代破坏这个相变在非常低的浓度,已经为x=0.01。磁振子凝聚体的极端脆弱性归因于无公度态中的随机挫折。
Multiple lattice instabilities resolved by magnetic-field and disorder sensitivities in cubic paramagnetic phase of the orbital-degenerate frustrated spinel MgV$_2$O$_4$
超声波速度测量的轨道简并沮丧尖晶石MgV $_2$ O $_4$中进行的高纯度的单晶,表现出连续的结构和反铁磁相变,并在无序引入的单晶,表现出自旋玻璃样的行为。测量结果表明,两种类型的不寻常的温度依赖性的弹性模量共存的立方顺磁相,这是解决了磁场和无序的敏感性:巨大的居里型软化与温度降低,和凹的温度依赖性的特征最小值。这些弹性异常表明晶格的耦合共存的轨道涨落和轨道自旋耦合激发。
Order-by-disorder from Schwinger bosons in a frustrated honeycomb ferromagnet
Institut Néel, Université Grenoble Alpes and CNRS(内尔研究所,格勒诺布尔阿尔卑斯大学和法国国家科学研究中心);Departamento de Física Teórica de la Materia Condensada, Condensed Matter Physics Center (IFIMAC) and Instituto Nicolás Cabrera, Universidad Autónoma de Madrid(凝聚态物理理论系,凝聚态物理中心(IFIMAC)和尼古拉斯·卡布雷拉研究所,马德里自治大学)
Field-tuned order by disorder in Ising frustrated magnets with antiferromagnetic interactions
我们证明了在具有交错反铁磁序的伊辛高温超导体中,在外加磁场的作用下,无序的热有序的出现。我们使用平均场集团变分法、低温展开和蒙特卡罗模拟来模拟有序-无序转变。通过对态密度的直接计算,我们定量地说明了热激发如何选择一个破缺态。我们讨论了我们的研究结果的相关性,在$2d$和$3d$样品的实验,并评估如何异常的有限尺寸效应可以被利用来检测这种现象的实验在二维人工系统中,或在反铁磁的所有在-所有出pyropheres如Nd $_2$铪$_2$ O $_7$或Nd $_2$锆$_2$ O $_7$,为第一次。
Local lattice disorder in the geometrically-frustrated spin glass pyrochlore Y2Mo2O7
几何受挫的自旋玻璃Y2 Mo 2 O 7已被广泛认为是结晶有序的唯一的最近邻磁交换相互作用,J.为了测试这一论断,我们提出了X射线吸收精细结构的结果为Mo和Y K边缘作为温度的函数,并将它们与结果从有序的烧绿石,Tl 2 Mn 2 O 7。我们发现Mo-Mo对的距离在与Y-Mo对近似成直角的方向上是显著无序的。这些结果强烈表明,晶格无序成核的自旋玻璃相在这种材料中。
Spin-orbital glass transition in a model of a frustrated pyrochlore magnet without quenched disorder
我们从理论上表明,自旋和轨道自由度的烧绿石氧化物Y2 Mo 2 O 7,这是免费的淬火无序,可以表现出同时的玻璃化转变,作为动力学随机性工作。自旋和轨道的相互作用是由选择轨道的Jahn-Teller晶格畸变介导的,然后产生从铁磁到反铁磁的各种自旋交换相互作用。我们的蒙特卡罗模拟检测到的弛豫时间的幂律发散和磁和介电非线性极化率的负发散,解决了长期困扰的起源无无序自旋玻璃。
阻挫系统由于其基态的高度简并性而表现出显著的性质。通过竞争相互作用稳定,在聚合物和胶体系统中出现了丰富多样的典型纳米尺寸的相结构,而冰的表面由于几何上受挫折的相互作用而预融化。原子自旋系统的磁相互作用受到晶格几何的阻碍,提供了一个富有成效的涌现现象的来源,如类似于磁单极子的分数激发。受抑系统中固有的简并性可能一直持续到绝对零度温度,或者它可能被小扰动或熵效应所解除。在几何受挫伊辛-类磁铁Ca 3Co 2 O 6,我们遵循的时间和空间的演化纳米尺度的磁波动牢牢地嵌入内部的自旋-密度-波磁结构。这些波动是一个竞争的亚铁磁相的签名,具有与宿主不同但由宿主决定的不可分割性。随着温度的降低,波动减慢到稳定的时空纳米结构的超顺磁性区域。
Spin Freezing in The Frustrated Disordered Quantum Magnet Ba$_{3}$(Mn$_{1-x}$V$_{x}$)$_{2}$O$_{8}$
Ba $_3$ Mn $_2$ O $_8$是一种几何受抑的自旋二聚体化合物。我们研究的零场相图上的位置无序的效果,这种材料考虑的固溶体Ba $_{3}$(Mn $_{1-x}$ V $_{x}$)$_{2}$ O $_{8}$,其中,$^{5+}$离子部分取代磁性Mn $^{5+}$离子。这种取代导致半取代二聚体的不成对的$S=1$矩,这些二聚体是无帽的,因此容易受到母体化合物中不存在的磁序类型的影响。交流磁化率测量之间的组合物$x=0.046$和$x=0.84$显示在210 mK以下的温度下的尖锐的频率和组合物依赖的扭结,这表明未成对的自旋形成自旋玻璃。由于比热中没有任何明显的特征,玻璃态的情况就更清楚了。然而,Ba $_{3}$(Mn $_{1-x}$ V $_{x}$)$_{2}$ O $_{8}$不是典型的自旋玻璃。而这两个冻结温度和外斯温度(从磁化率高于1K确定)变化强烈的组合物的函数,每未成对自旋的热容被发现是不敏感的(玻璃化转变以上)的密度未成对自旋的广泛制度$0.18\leq x \leq 0.84$。这一令人惊讶的结果与最近邻未配对自旋在最终自旋冻结之前形成局部(可能是波动的)自旋单线态的情况一致。自旋玻璃态仅在低于单离子各向异性能量标度的温度下发现,这表明这在确定最终基态中起着重要作用。在“稀释”限制($x < 0.04$和$x > 0.9$)可能的基态进行了…
Magnetic terahertz resonances above the Néel temperature in the frustrated kagome antiferromagnet averievite
利用时域太赫兹磁谱技术研究了阻挫磁铁电体Cu $_{5-x}$ Zn $_x$ V $_2$ O $_{10}$(CsCl).在未取代的样品($x=0$)中观察到明显的太赫兹共振时,低于短程磁相关的开始冷却。外部磁效应的影响证实了这些共振的磁起源。增加Zn取代抑制共振,因为阻挫效应占主导地位,反映了$x> 0.25$化合物的非磁性相。太赫兹光谱的温度演化与电子自旋共振光谱互补。这种比较允许直接探测不同的贡献磁顺序,挫折,和结构性质的相图中的钙钛矿。我们的结果说明了磁相互作用的效果在太赫兹频谱的挫折磁铁。