Magnetic ordering of itinerant systems; the role of kinetic exchange interaction
在能带模型中重新讨论了铁磁有序化的可能性。相干势近似解耦已被用于强在位库仑相互作用。铁磁性的驱动力是来自不同库仑相互作用的在位和位间分子场。另一个驱动力是动能的降低,而增加的磁矩来自于跳跃积分对跳跃中所涉及的相邻位置的占用的依赖性。这种效应可以用跳跃相互作用$Δt$和交换-跳跃相互作用$t_{ex}$来描述。交换-跳跃相互作用是相邻晶格位置的不同占据的跳跃积分的差异,其作用方式类似于洪德磁交换相互作用。计算结果为半椭圆态密度(DOS)和扭曲的半椭圆态密度与费米能量附近的最大值。当跳跃积分随着相邻晶格位置的占据而增长时,对于费米能附近密度最大的DOS,它们表现出朝向3d行末端的磁有序的自然趋势。
2004-10-21 cond-mat.str-el
Frustration-induced Dodecamer Ordering in the Double-Exchange Spin Ice Model on the Kagomé Lattice
我们研究了在kagomé晶格上双交换自旋冰模型中十二聚体团簇有序的细节。在受抑系统中,普通的自旋有序被抑制,宏观简并保持到低温。在一些受挫折的系统中,由于残留的相互作用和集群秩序的稳定,简并被解除。在本模型中,自旋冰状态首先在中间温度下形成,并且随着十二聚体相的出现,在较低温度下进一步释放熵。由于自旋对称性在十二聚体相中没有被破坏,所以仍然存在宏观简并。在更低的温度下,由于十二聚体间的相互作用,提出了一个可能的自旋有序。我们讨论了这样一个多站点集群大于键对可能是通用的沮丧的系统,其中宏观简并解除剩余的相互作用。
2005-05-17 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Dramatic Switching of Magnetic Exchange in a Classic Transition Metal Oxide: Evidence for Orbital Ordering
利用磁中子散射研究了$V_2O_3$及其衍生物金属相和绝缘相的自旋关联。金属样品具有不相称的自旋相关性,随着空穴掺杂的变化很小。顺磁性绝缘样品只有在近邻之间才有自旋相关性。从这两个阶段到低温绝缘反铁磁相的过渡是伴随着动态磁短程有序的突变。我们的结果支持了这样的观点,即到反铁磁绝缘体的转变也是一个轨道有序转变。
1996-11-13 cond-mat.str-el
Magnetic ordering in doped coupled frustrated quantum spin-1/2 chains with 4-spin exchange
近年来,人们利用数值方法研究了掺杂阻挫量子自旋链中各种链间磁耦合的作用。在带隙自旋链中引入非磁性掺杂剂,释放出自旋为1/2的自由孤子。从孤子约束的角度分析了局域磁矩的形成。一个四自旋耦合,这可能源于循环交换示出产生这样的限制。不同链上的掺杂剂经历有效的空间扩展的非挫败成对自旋相互作用。这种有效的杂质自旋之间的相互作用是长程的,因此预计将发挥关键作用的机制中观察到的反铁磁(AF)长程有序(LRO)的自旋Peierls(SP)的化合物,如CuGeO $_3$掺杂非磁性杂质。
2004-06-09 cond-mat.str-el
Orbital structure and magnetic ordering in stoichiometric and doped crednerite CuMnO2
采用GGA+U近似下的从头算能带结构计算方法,研究了层状体系CuMnO 2(矿物钙钛矿)和非化学计量体系Cu1.04Mn0.96O2(由于Mn ~(3+)离子的轨道有序性而使三角层结构发生畸变)中的交换作用和磁结构.对Mn平面内和Mn平面间的海森堡模型的交换相互作用参数进行了估算。我们解释所观察到的面内磁结构的主导机制相邻的锰离子之间的直接d-d交换。通过O离子与90度Mn-O-Mn键的超交换对面内交换起的作用较小。层间耦合主要由Mn 3+的半填充3z^2-r^2轨道之间的一个交换路径控制。计算结果还解释了层间耦合从纯CuMnO_2中的反铁磁性到掺杂材料中的铁磁性的变化。
2014-01-19 cond-mat.str-el
A hybrid-exchange density-functional theory study of the electronic structure of $\mathrm{MnV}_2\mathrm{O}_4$: Exotic orbital ordering in the cubic structure
用杂化交换密度泛函理论研究了立方和四元$\mathrm{MnV}_2\mathrm{O}_4$的电子结构。计算得到的四方相的电子结构显示了V位上的反铁磁轨道有序和亚铁磁基态(V和Mn上的自旋是反对齐的)。这些结果与用局域密度近似+ $U$方法[S. Sarkar,et.例如,物理修订信函102,216405(2009)]。此外,电子结构,特别是投影态密度的立方相已预测与最近的软X射线光谱实验的良好协议。类似的tetraphite相,在立方结构中的V和Mn上的自旋有利于亚铁磁配置。最有趣的是,计算出的立方相V上自旋携带轨道的电荷密度显示了一种奇异的轨道排序,即,沿着[110]的铁轨道有序,但是沿着[ $\overline{1}$ 10]的反铁轨道有序。
2015-04-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strong Suppression of Magnetic Ordering in an S = 1/2 Square-Lattice Heisenberg Antiferromagnet Sr2CuTeO6
我们报告的磁化率和低温比热的双钙钛矿化合物,Sr 2CuTeO 6,这是预期的自旋1/2正方晶格海森堡反铁磁体与最近邻J1和次最近邻J2交换相互作用。在TN = 4.8 K时,比热呈现出明显的类A2 CuMO 6异常,表明样品的磁有序性比A2 CuMO 6(A = Ba,Sr,M = W,Mo)低得多。这表明在Sr 2CuTeO 6中磁有序的强烈抑制。利用高温膨胀的Pade近似和量子MonteCarlo方法,由磁化率数据估算了交换常数J_1/kB ~ 80 K和J_2/J_1 < 0.07。Sr_2CuTeO_6中磁有序的强烈抑制应归因于层间交换的弱性。
2014-10-14 cond-mat.str-el
Optical response to magnetic ordering in PrMnO_3: the relevance of the double exchange interaction
在300 ~ 4 K温度范围内,研究了未掺杂PrMnO $_3$锰氧化物的光学电导率。它的低能谱显示出光学带隙,并且其特征在于以$\sim$ 2 eV为中心的单个宽峰。这个峰值被解释在分裂带之间的间接带间跃迁$e_\text{g}$引起的强电子Jahn-Teller声子耦合。这个转变的光谱重量被发现是相关的磁有序,其中包括反铁磁耦合的铁磁平面。我们发现,这样的二维铁磁性起着重要的作用,通过双交换相互作用的电子性质的PrMnO $_3$,这是一个3D的反铁磁性化合物。最后,一个多余的光谱重量被发现以上的内尔温度,并归因于铁磁波动。电子自旋共振实验也同样发现了这种波动的特征。
2006-09-19 cond-mat.str-el
Ferromagnetic exchange field stabilized antiferromagnetic ordering in a cuprate superconductor
我们报告的实验证据形成的反铁磁团簇的复合材料制成的铜酸盐超导体La 1.85Sr 0.15CuO 4(LCu)和铁磁体La 0.6Sr 0.4CoO3(LCo)。通过线性和非线性交流磁化率测量发现,LCo的交换场抑制了LCu的动态反铁磁自旋涨落,使其转变为短程有序的超顺磁型反铁磁团簇,但这是以牺牲超导体积分数为代价的.这些收缩的超导体体积分数表现出量子尺寸效应(QSE),符合DeGennes-Tinkham超导体有限尺寸效应理论。
2022-11-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
On the Role of Exchange Interaction in Magnetic Ordering and Conductivity of Manganites
提出了锰氧化物中离子间的化学键模型,包括共价单电子$σ$键。共价单电子$σ$键合导致电子的强关联态,这是当电子同时处于阳离子和阴离子轨道时电子之间的交换相互作用造成的。电子的自旋和空间有序性是电子晶格自旋有序化的表现形式。该模型中锰氧化物的导电性是电子晶格(或其部分)从一个局域化位置到另一个局域化位置的位移的结果,并且取决于电子晶格中电子的自旋排序类型和由单电子$σ$键的能量确定的局域化能量。该模型还假设了阳离子对阴离子的强极化,这有利于阴离子的3s2p杂化和2p电子对之一从单重态到三重态的跃迁。这种转变导致形成自旋极化电子晶格(电子自旋是平行的)和锰离子的铁磁有序。在该模型中,庞磁电阻效应被解释为在施加外部磁场时导电机制的改变,即,从离子晶体典型的导电机制到自旋极化电子晶格提供的导电性的转变。
2001-07-13 cond-mat.str-el
Orbital Ordering and Unfrustrated $(π,0)$ Magnetism from Degenerate Double Exchange in the Iron Pnictides
的铁pnictides的磁激发内的简并双交换模型解释。局域磁矩自旋分别通过最近邻和次最近邻之间的超交换$J_1$和$J_2$耦合,并通过铁磁Hund交换与简并$d_{xz}$和$d_{yz}$轨道的巡回电子相互作用。后者稳定了$(π,0)$条纹反铁磁性,这是由于出现的铁轨道顺序和通过优选地沿着铁磁自旋方向跳跃而产生的动能增益。考虑到自旋的量子性质,我们计算了超交换和双交换存在下的磁激发谱。一个显着增加的自旋波能量在竞争的Néel有序波矢量被发现,与最近的中子散射数据。的光谱拟合到一个自旋只有一个模型具有较强的空间各向异性和额外的较长范围的耦合沿铁磁链。在一个现实的参数范围内,沿链的有效耦合是负的对应于无阻挫条纹反铁磁性。
2010-07-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Impact of Charge Ordering on Magnetic Correlations in Perovskite (Bi,Ca)MnO_3
用中子散射、电子衍射和体磁测量研究了(Bi,Ca)MnO_3(74< %Ca <82)单晶。我们发现在高温下的动态铁磁自旋相关,这是由反铁磁自旋波动在伴随的电荷有序和结构转变所取代。我们的结果表明,热激活的Jahn-Teller活性电子的电子在这些绝缘材料中的跳跃,然而,通过双交换机制诱导铁磁相互作用。正是这些电荷的有序性与双交换铁磁金属态竞争。
1996-11-13 cond-mat.str-el
Absence of magnetic ordering in NiGa_2S_4
与直觉预期相反,三角形层状NiGa2S4不形成非共线反铁磁结构,如等电子NaCrO2和LiCrO2。相反,局部磁矩在最低测量温度下保持无序。为了更深入地了解这一现象,我们对第一、第二和第三近邻交换作用进行了第一性原理计算,发现第二近邻交换作用可以忽略,而第一和第三近邻交换作用具有可比性和反铁磁性.两者都被现场的哈伯德斥力迅速抑制。
2007-08-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Collinear Néel-type ordering in partially frustrated lattices
我们考虑了三角晶格和五角晶格上的两个部分阻挫S = 1/2反铁磁自旋系统。在两个晶格的基本元格中,一个键具有交换相互作用强度$α$($α\leq 1$),而所有其他键具有交换相互作用强度单位。我们证明了当$α$小于一个临界值$α_{c}$时,在基态中共线Néel型有序是可能的.利用线性自旋波理论,基于Holstein-Primakoff变换,确定了分子的基态能量和激发光谱。
1998-08-20 cond-mat.str-el
Scaling theory of magnetic ordering in the Kondo lattices with anisotropic exchange interactions
磁态形成的近藤晶格中的最低阶标度的考虑内的$s-f$模型与包括的$f-f$耦合和$s-f$交换相互作用的各向异性。计算了铁磁和反铁磁情况下的有效横向和纵向$s-f$耦合参数、自旋波频率、磁振子谱能隙和有序矩的近藤重整化。缩放行为的各向异性驱动的变化(例如,在N=2的情况下,数值研究了进入强耦合区的$g$临界值和相应的临界指数),并在大N极限下进行了解析研究.在各向异性的存在下,有效近藤温度对裸$s-f$耦合参数$g$的依赖性减弱。$s-f$和$f-f$耦合的相对各向异性参数被证明在重整化过程中减少。下一个最近的交换相互作用的反铁磁体中的这种效果的作用进行了讨论。
1999-01-22 cond-mat.str-el
Coulomb correlation and magnetic ordering in double-layered manganites: LaSr$_2$Mn$_2$O$_7$
对50%空穴掺杂的双层锰氧化物LaSr $_2$ Mn $_2$ O $_7$的电子结构和磁性进行了详细的研究。我们表明,现场库仑关联(U)的Mn d电子{ \it(i)}显着修改的电子结构,磁有序(从FM到AFM),和层间交换相互作用,和{ \it(ii)}促进强各向异性的电输运,减少有效的跳跃参数沿{ \it c}轴的电活性$e_g$电子。这一发现与各向异性运输的观察结果是一致的-这一特性使这种锰氧化物有别于传统的3D系统。用LSDA和LSDA+U方法预测了半金属能带结构。实验观察到的A型AFM有序LaSr $_2$ Mn $_2$ O $_7$被发现是积极更有利的U $\geq$ 7 eV。基于有效交换参数和$e_g$态子带宽度对U的依赖性,给出了双交换和超交换机制中层间交换耦合的简单解释.
2001-04-18 cond-mat.str-el
Ising-XY Transition in Three-dimensional Frustrated Antiferromagnets with Collinear Ordering
利用蒙特卡罗模拟,我们研究了两种具有共线自旋序和基态附加双重简并的受抑XY反铁磁体模型的临界行为。我们考虑一个经典的反铁磁体的体心立方晶格与下一个最近的自旋之间的额外的反铁磁交换相互作用,和一个铁磁体与一个额外的反铁磁层内交换。在这两个模型中,发现了离散和连续序参量上的一个一级跃迁,观测到的临界赝指数与平面自旋有序XY磁体的指数一致,如堆叠三角形反铁磁体和属于同一对称类的helimagnets.
2014-11-20 cond-mat.str-el
Bond order in two-dimensional metals with antiferromagnetic exchange interactions
我们提出了一个不受限制的Hartree-Fock计算的电荷排序不稳定性的二维金属与反铁磁交换相互作用,允许任意顺序的波矢和内部波函数的粒子-空穴对凝聚。我们发现,订购有一个占主导地位的d对称性的旋转晶格点的范围内订购波矢,包括在最近的实验中观察到的在低温下的YBCO。这种d对称性意味着电荷排序主要是在铜晶格的键上,我们提出了欠掺杂铜酸盐的无公度键序参量。金属中Neel序起始的场论有一个突现的赝自旋对称性,它将d波库珀对“旋转”为粒子-空穴对(Metlitski et al. arXiv:1005.1288):我们的结果表明,即使自旋关联是短程和不公度的,这种对称性也会产生影响。
2013-07-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Exchange coupling in Eu monochalcogenides from first principles
采用密度泛函方法,考虑了4f壳层的库仑排斥,计算了(铁)磁绝缘Eu单硫族化合物(EuX; X=O,S,Se,Te)在常压和高压条件下的有效交换参数和相应的有序温度.我们的研究结果提供了许多倍的居里温度与施加的压力增加的定量帐户和再现以及整个系列从碲化物到氧化物的铁磁有序的趋势的增强,包括从反铁磁到铁磁有序的压力下在EuTe和EuSe的交叉。第一个和第二个邻居的有效交换被证明遵循不同的功能依赖。最后,模型计算表明一个显着的贡献,涉及未占用的f状态的有效交换的虚拟过程。
2004-06-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Mechanism of ferromagnetic ordering of the Mn chains in CaMnGe$_2$O$_6$ clinopyroxene
采用GGA+U近似下的密度泛函方法研究了单斜辉石CaMnGe $_2$ O $_6$的电子和磁性.结果表明,相邻链的异常铁磁有序是由于一个“共同的敌人”机制。Mn-Mn链中近邻之间的两个反铁磁交换耦合和通过两个GeO $_4$四面体的链间耦合抑制了通过单个GeO $_4$四面体的反铁磁交换,稳定了Mn链的铁磁有序。
2019-10-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Frustration effects and role of selective exchange coupling for magnetic ordering in the Cairo pentagonal lattice
开罗五边形晶格,由一个不规则的五边形瓷砖的磁性离子在两个不等价的网站(3-和4-协调的),代表了一个迷人的例子,研究几何挫折效应在二维空间。在这项工作中,我们调查的自旋$S$ = $1/2$开罗五边形晶格相对于选择性交换耦合(这有效地对应于一个虚拟的掺杂$x$ = $0, 1/6, 1/3$),在最近邻反铁磁伊辛模型。我们还开发了一个简单的方法来量化几何挫折指数$ϕ(β,T)$,其中$β$ = $J/\tilde{J}$,开罗晶格的对称性所需的两个交换耦合的比率。在$T = 0$,未掺杂的开罗五边形晶格显示反铁磁有序的$β\le β_{crit} = 2$,但经历了一阶过渡到亚铁磁相的$β>$ $β_{crit}$。结果表明,$ϕ(β,T = 0)$在$β_{crit}$处以尖点极大值的形式跟踪相变.虽然这两个阶段表现出挫折,所获得的磁结构表明,挫折起源于不同的债券为两个阶段。挫折和亚铁磁秩序得到淬火的选择性交换耦合,并导致强大的反铁磁有序$x$ = 1/6和1/3。从平均场计算,我们确定的温度依赖的子晶格磁化$x$ = $0, 1/6$和$1/3$。计算结果与已知的三价Bi-$_2$-Fe-$_4$-O-$_9$和混合价Bi-Fe-$_2$-O-$_{4.63}$的实验结果进行了讨论。该研究确定了阻挫效应的作用,比例PDMATHAMR和选择性交换耦合稳定亚铁磁与反铁磁秩序在开罗五…
2014-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dimerization versus Orbital Moment Ordering in the Mott insulator YVO$_3$
本文利用精确对角化方法结合平均场论研究了立方钒酸盐自旋轨道模型的相图。自旋-轨道耦合与Hund交换竞争并触发新的相,其中$t_{2g}$轨道磁矩的有序性通过VO $_6$八面体的倾斜而稳定。它定性地解释了在YVO $_3$中观察到的自旋倾斜和磁化强度的降低。在有限温度下,即使在没有晶格畸变的情况下,$C$型反铁磁相的轨道Peierls不稳定性也会引起磁交换常数的调制。计算的自旋结构因子表明,由于轨道Peierls二聚化的磁振子分裂。
2003-06-25 cond-mat.str-el
Ferrodistorsive orbital ordering in the layered nickelate NaNiO_2: A density-functional study
采用线性Muffin-tin轨道方法,通过密度泛函计算,研究了镍酸钠NaNiO_2低温相的电子结构和磁性。发现了反铁磁溶液,每个Ni离子的磁矩为0.7 m_B,由于Ni^{3+}离子周围的Jahn-Teller畸变而产生铁畸变轨道有序,这与中子衍射推断的轨道有序一致.虽然层内交换是铁磁性的,但层间交换是弱反铁磁性的,由长的Ni-O-Na-O-Ni超交换路径介导。
2004-09-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Incommensurate magnetic ordering in CrB$_2$
采用基于密度泛函理论的自旋模型研究了CrB $_2$的无公度磁性。海森堡交换相互作用来自顺磁相使用无序的本地矩理论显示出显着的差异相比,从处理的材料作为铁磁体,这两种方法,无序本地矩理论被发现给一个显着更现实的描述。我们计算强铁磁Cr平面之间的相互作用,但在很大程度上受挫的Cr平面内的相互作用。虽然我们发现基态有序矢量对大量邻近壳层的交换相互作用敏感,但无公度自旋螺旋态的$q$ -矢量由理论满意地再现($0.213$与已知有序矢量$0.285\times (2π)/(a/2)$沿$Γ-{\rm K}$的比较)。交换作用的强烈几何挫折导致相当低的Néel温度(约97 K),也与实验符合得很好。
2022-09-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic ordering and multiferroicity in MnI$_2$
采用密度泛函方法研究了新发现的多铁性材料MnI $_2$的无公度磁结构和铁电极化.通过将平均场海森堡模型映射到多个磁有序态的总能量差上,参数化了Mn上局域矩之间的交换相互作用。利用该模型和交换相互作用参数,很好地再现了实验观测到的非共线磁态。实验测得的极化方向也与磁有序态对称性分析的结果一致。特别是,我们发现,平面间的磁交换耦合是关键的螺旋磁结构的出现。这种非共线的磁结构,结合自旋轨道耦合主要来自I离子,是负责的铁电极化的外观。
2012-11-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Charge Ordering and Magnetic Exchange in the Ladder-Type Compound NH$_4$V$_2$O$_5$
利用DFT+U计算研究梯型化合物NH₄V₂O₅的低温电子与磁性质,发现锯齿形V⁴⁺/V⁵⁺电荷有序更稳定并形成带隙1.7 eV的绝缘态,磁交换显示强对角与梯间耦合,表明其保留自旋梯特征并因NH₄⁺尺寸与几何产生新磁性。
2025-08-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Charge ordering and antiferromagnetic exchange in layered molecular crystals of the theta type
我们考虑了θ-D $_2$ A型层状分子晶体的电子性质,其中A是阴离子,D是供体分子,如BEDT-TTF [其中BEDT-TTF是双-(亚乙基二硫-四硫富瓦烯)],其在层内以θ型图案排列。我们认为,最简单的强关联电子模型,可以描述这些材料的丰富的相图是扩展的哈伯德模型在四分之一填充的正方形晶格。在单个位点上的库仑排斥很大的极限中,最近邻的库仑排斥V起着至关重要的作用。当V远大于分子间跳跃积分t时,基态是电荷有序的绝缘体。在这一阶段,反铁磁性的出现是由于一个新的四阶超交换过程周围的正方形晶格上的元格。我们认为,电荷有序相被破坏低于临界非零值V,t的顺序。奴隶玻色子理论被用来明确地证明这一点的SU(N)推广的模型,在大N的限制。我们还讨论了该模型与全有机家族β“-(BEDT-TTF)$_2$ SF $_5$ YSO $_3$的相关性,其中Y = CH $_2$ CF $_2$,CH $_2$,CHF。
2001-02-08 cond-mat.str-el
Observation of an inter-sublattice exchange magnon in CoCr$_2$O$_4$ and analysis of magnetic ordering
本文报道了多铁性CoCr $_{2}$ O $_{4}$在30 T磁场下的太赫兹频率光学性质的研究。低于亚铁磁转变(94 K),太赫兹响应的CoCr $_{2}$ O $_{4}$是占主导地位的磁振子模式,这表明一个陡峭的磁场依赖性。我们将这种模式归因于两个具有不同$g$因子的磁性亚晶格之间的交换共振。在一个简单的两个子晶格模型的框架(子晶格是由钴$^{2+}$和铬$^{3+}$离子形成),我们发现子晶格间的耦合常数,$λ= - (18 \pm 1)$ K,并跟踪每个子晶格的磁化强度作为场的函数。我们表明,居里温度的Cr $^{3+}$亚晶格,$Θ_{2}$ = $(49 \pm 2)$ K,符合的温度范围内,在那里的异常的CoCr $_{2}$ O $_{4}$的介电和磁性能已在文献中报道。
2013-04-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Stripes Induced by Orbital Ordering in Layered Manganites
采用与Jahn-Teller畸变紧密耦合的轨道简并双交换模型研究了掺杂层状锰氧化物的自旋-电荷-轨道有序结构。在铁磁相中,观察到$x$ = $1/m$($m$ =整数)处的意外对角线条纹,如在最近的实验中一样。这些条纹是由轨道自由度引起的,在背景中形成交错图案。一个$π$ -移位的轨道顺序跨越条纹被确定,类似于$π$ -移位的自旋顺序跨越条纹的铜酸盐。在$x$ =1/4和1/3时,另一个具有对角静电荷条纹的非磁性相稳定在$t_{\rm 2g}$ -自旋交换耦合的中间值。
2001-02-19 cond-mat.str-el
Orbital ordering and frustration of $p$-band Mott-insulators
研究了光晶格中$p$ -轨道系统Mott绝缘态轨道交换物理的一般结构。三角晶格和Kagome晶格都有轨道序。相比之下,蜂窝晶格中的轨道交换如新颖的量子120 $^\circ$模型所描述的那样受到阻碍。其经典基态被映射到具有额外U(1)旋转自由度的完全填充环模型的构型。量子轨道涨落从“无序有序”机制中选择了半经典极限下的六格点元基态有序模式。这种效应是由轨道激发的零能量平带的出现引起的。
2008-04-30 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Terahertz Lattice Imprint of a Hidden Multipolar Ordering Transition in Gd$_2$Ru$_2$O$_7$
Universidade de São Paulo(圣保罗大学);Goethe-University Frankfurt(法兰克福歌德大学)
研究结合局域稀土磁矩与巡游过渡金属子晶格材料的磁序,利用太赫兹光谱分辨相关模式,通过其耦合演化量化内部场,揭示Gd有序转变,建立统一框架获取量子材料磁与晶格响应。
2026-09-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Helicoidal ordering in iron perovskites
我们考虑磁有序的材料与负电荷转移能量,如铁钙钛矿氧化物。我们发现,对于导带中大量的氧空穴,双交换机制有利于金属(如SrFeO_3)和具有小禁带的绝缘体(如CaFeO_3)中的螺旋自旋有序而不是铁磁自旋有序.我们讨论了这些材料的磁激发谱和压力对磁有序的影响。
2004-09-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital ordering and magnetic structures in $\LMFO$ and $\LWFO$ double perovskites
我们分析了双钙钛矿可能的磁性和轨道排序,使用一个简单的扩展的双交换模型非常适合这些化合物。轨道有序有利于在Fe离子的现场排斥。我们得到一个丰富的相图,包括铁和反铁磁相,这反过来,可以是金属或绝缘,这取决于存在的轨道顺序。
2004-06-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orbital ordering in frustrated Jahn-Teller systems
本文研究了具有双简并轨道的过渡金属离子形成三角晶格或烧绿石晶格,并通过90度金属-氧-金属键连接的过渡金属氧化物NaNiO_2,LiNiO_2和ZnMn_2O_4中的超交换。我们表明,这种相互作用是非常不同的,从一个更熟悉的交换系统与180度的债券,例如钙钛矿。与钙钛矿中轨道和自旋自由度之间的强相互作用相反,在90度交换系统中,自旋和轨道是解耦的:自旋交换比轨道交换弱得多,并且对于所有轨道状态都是铁磁的。由于阻挫效应,平均场轨道基态是强简并的。量子轨道涨落选择特定的铁轨道态,如在NaNiO_2中观察到的。本文还讨论了LiNiO_2仍可能具有轨道液体性质的原因。
2002-01-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ordering in spatially anisotropic triangular antiferromagnets
我们研究了各向异性自旋1/2三角晶格反铁磁体的相图,链间对角交换J'远弱于链内交换J。我们发现,波动导致(相称)共线反铁磁和(之字形)二聚体订单之间的竞争。这两种状态在对称性上都不同于已知的较大J '时出现的螺旋序,因此被量子相变隔开。零场共线反铁磁体在达到完全极化状态之前,在磁场中被磁有序自旋密度波和锥相取代。讨论了各向异性三角形磁体Cs_2CuCl_4的意义。
2007-02-22 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Competing crystal structures in La0.5Ca0.5MnO3: conventional charge order versus Zener polarons
采用混合精确交换和密度泛函方法计算了La_(0.5)Ca_(0.5)MnO_3的平衡晶体结构。两个不同的基态与传统的棋盘电荷排序或齐纳极化子形成被发现取决于所使用的确切交换的比例。棋盘格态具有x^2-y^2、3x^2-r^2和3y^2-r^2混合轨道有序和CE型磁序,而齐纳极化子态具有3x^2-r^2和3y^2-r^2有序和A型磁序。
2004-11-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Theory of exchange coupling in disordered magnetic multilayers
我们考虑的交换耦合机制的基础上的电子之间的相互作用在电子层。根据铁磁层之间的电子扩散和铁磁分裂的导电电子的逆时间的比率,该机制描述了从铁磁到非共线的铁磁层的磁化顺序的过渡。
2002-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Vanishing Neel Ordering of SU(n) Heisenberg Model in Three Dimensions
利用高温级数展开方法研究了交换算符表示的SU(n)海森堡模型,其中n为任意正整数。导出了自旋-自旋关联函数及其傅里叶变换S(q),直到O[(βJ)^{10}],其中(βJ)是以温度为单位的最近邻反铁磁交换。在大n情况下,S(q)和次近邻自旋-自旋关联的温度依赖性表明,在低温下,主关联偏离q=(π,π,π),这与一维模型的主关联定性相似.通过分析S(π,π,π)的散度,精确地估计了SU(2)情形的Neel温度.然后,我们将SU(n)的n推广为连续变量,并从n=2开始逐渐增加。当n>2时,Neel序消失。
2005-02-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Magnetic and nematic orderings in spin-1 antiferromagnets with single-ion anisotropy
我们研究了自旋为1的海森堡模型,其中交换相互作用J,单轴单离子交换各向异性D,塞曼耦合到平行于对称轴的磁场B。本文用分析和量子MonteCarlo相结合的方法计算了正方晶格和简单立方晶格的(D/J,B/J)量子相图,发现XY-反铁磁相和铁磁相之间的一个相变,它自发地破坏了模型的U(1)对称性。用玻色子气体的语言来说,这是单玻色子的玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)和成对玻色子的BEC之间的跃迁。我们的工作为测量真正磁体中的这种转变开辟了新的途径。
2012-12-01 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Nuclear Magnetic Orderings and Frustration in Bcc 3He in High Magnetic Fields
通过测量温度低至0.4 mK、磁场强度高达15 T的磁场下3 He的熔化压力,研究了体心立方固体3 He的场诱导反铁磁核自旋有序相的相变和热力学性质.从顺磁相的转变温度是随着磁场的增加而重入的,在10 T处有最大值。这表明该系统是高度挫败的竞争多自旋交换,并排除了其他机制有关的零点空位。上临界场估计为19.7 T,这揭示了超过六个自旋的高阶交换的不可忽略的贡献。在低磁场下有序相的自旋波的相当大的软化也表明了强烈的挫折。
2005-05-07 cond-mat.other cond-mat.str-el
Field-controlled phase separation at the impurity-induced magnetic ordering in the spin-Peierls magnet CuGeO3
掺杂自旋Peierls磁体Cu(1-x)Mg(x)GeO_3(x < 5%)在杂质诱导的反铁磁有序转变中幸存的顺磁相比例随着外加磁场的增加而增加。这一效应用局域反铁磁团簇之间塞曼能量的竞争和交换相互作用定性地解释
2004-04-29 cond-mat.str-el
Room Temperature Ferrimagnetism, Magnetodielectric and Exchange Bias Effect in CoFeRhO$_4$
本研究针对3d-4d混合尖晶石氧化物CoFeRhO$_4$开展多物性表征,确定其355K onset的共线长程亚铁磁结构,揭示室温下磁介电与交换偏置效应的起源,证明其在传感器及自旋电子学领域的应用潜力。
2023-04-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Successive incommensurate spin orderings and excitations in multiferroic SrMnGe2O6
通过磁化强度、热容量、热释电流测量以及弹性和非弹性中子散射实验,系统地研究了SrMnGe 2 O 6辉石单晶的各向异性多铁性。单晶中子衍射使我们能够明确地揭示两种无公度磁序的存在:在TN 1 =4.36(2)K时出现非极性调幅共线正弦磁结构,然后在TN 2 =4.05(2)K时出现极性椭圆摆线自旋结构。对单晶的热释电电流测量证实了TN 2以下的(ac)平面内的自发极化的出现,该自发极化通过扩展的Dzyaloshinsky-Moriya机制与后者的磁对称性相关。计算了该体系的磁相图,考虑了三种各向同性交换耦合。磁激发谱的SrMnGe 2 O 6测量的非弹性中子散射成功地建模使用一组交换相互作用与此相图一致。
2020-04-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic structure and magnetic properties of $\mathrm{CaCr}\mathrm{O}_3$: The interplay between spin- and orbital-orderings
采用杂化交换密度泛函理论和密度泛函理论+ $U$方法计算了CaCr $\mathrm{O}_3$的电子结构和磁性。从这两种方法计算的态密度与以前的X射线光谱定性一致。另一方面,带隙的打开将它们分开。混合交换密度泛函理论总是给出有限的带隙,从HSE 06泛函下降到$\sim 1.2$ eV,而通过将Hubbard-$U$参数调整到$0.5$ eV,可以获得具有AFM-C(在文中定义)自旋构型的导电状态。从混合密度泛函理论,计算的最近邻交换相互作用沿$c$轴和在$ab$平面分别为$\sim 4$ meV和$\sim 6$ meV(反铁磁),这是定性与以前的磁性测量。这些反铁磁交换相互作用,以及面内反铁磁轨道有序化将导致自旋轨道阻挫,这可能对CaCrO $_3$的异常电子性质起作用.在混合交换密度泛函理论中,随着温度的降低,铁磁态的多数自旋带隙在60 K到100 K之间突然减小($\sim 0.2$ eV),这与[A. C. Komarek等人例如,B \textbf{84},125114(2011)]。与此形成鲜明对比的是,密度泛函理论+ $U$方法预测AFM-C状态为低于90 K测量的晶体结构的最低AFM状态,然而高于90 K时AFM-A最低。讨论了与之密切相关的电子空穴液体和表面等离子体介导的自旋相互作用。
2015-05-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Frustration enhanced by Kitaev exchange in a $\boldsymbol{\tilde{j}_{\text{eff}}=\frac12}$ triangular antiferromagnet
三角形海森堡反铁磁体是几何阻挫的原型,即使对于最近邻相互作用,量子涨落通常不足以破坏磁有序:需要更强的阻挫来稳定自旋液相。在静态磁化强度和电子自旋共振测量的基础上,我们证明了三角晶格磁体Na $_2$ BaCo(PO $_4$)$_2$中${\tilde{j}_{\text{eff}}=\frac12}$磁矩的出现.这些时刻受到一个额外的挫折来源的影响,导致磁相关设置在远远高于磁有序和外斯温度。通过对$\tilde{j}_{\text{eff}}=\frac12$基态的理论验证,确定了铁磁Kitaev交换各向异性是额外的阻碍剂,从而提出Na $_2$ BaCo(PO $_4$)$_2$是一种有前途的Kitaev自旋液体材料。
2021-11-03 cond-mat.str-el
Disorder-induced orbital ordering in doped manganites
我们研究了在一个二维、双带的双交换模型中,$e_g$电子与Jahn-Teller畸变耦合时,淬火无序对轨道和磁自由度有序性的影响。使用实空间蒙特卡罗方法,我们发现,无序可以诱导近30%的空穴掺杂的轨道自由度的短程有序。这种短程有序的最显著的结果是低温电阻率的大幅增加。实空间方法允许分析电荷、轨道和磁自由度的空间模式,以及它们之间的相关性。在短程轨道有序状态下,磁性在纳米尺度上是不均匀的。
2008-01-29 cond-mat.str-el
Electronic structure and magnetic properties of correlated metals: A local self-consistent perturbation scheme
在从头算动力学平均场论的框架下,提出了一种结合T矩阵和涨落交换近似的新的微扰方法。这种方法比精确的量子蒙特卡罗方法计算量小,并且能充分描述磁性金属的电子结构和交换作用。我们讨论了一个简单的表达式对应的交换相互作用的忽略的顶点修正成为精确的自旋波刚度的局部近似。讨论了铁磁镍的电子结构、关联效应和交换作用。
2002-04-25 cond-mat.str-el
Tuning the metal-insulator transition in manganite films through surface exchange coupling with magnetic nanodots
在强关联的电子系统中,如锰氧化物,整体输运行为敏感地依赖于自旋有序,其改变通常需要大的外部磁场。在这里,我们表明,锰氧化物的自旋有序可以很容易地控制交换场之间的铁磁体和锰氧化物的界面。通过在锰氧化物薄膜上沉积孤立的铁磁纳米点,我们发现有可能克服维度和应变效应,使金属-绝缘体转变(MIT)温度提高200 K以上,并使磁电阻增加5000%。还可以通过控制磁性纳米点的密度来调节MIT温度,这表明电子相分离的形成过程可以通过磁性纳米点的存在来控制。
2014-06-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Origin of Magnetic Ordering in a Structurally-Perfect Quantum Kagome Antiferromagnet
简单的海森堡最近邻量子kagome反铁磁模型的基态是一种磁无序的自旋液体,然而各种微扰可能导致根本不同的状态。在这里,我们揭示了结构完美的可果美材料YCu $_3$(OH)$_6$ Cl $_3$中磁有序的起源,它没有普遍存在的杂质问题。{ \it Ab-initio}计算和磁化率模拟表明,与典型的赫氏矿类似,最近邻交换是目前占主导地位的各向同性相互作用。Dzyaloshinskiii-Moriya(DM)的磁各向异性推导出电子自旋共振和比热测量,但是,显着大于在herbertsmithite。通过增强戈薇平面内的自旋相关性,这种各向异性对于磁有序是必不可少的。我们的研究隔离DM各向异性的影响,从其他扰动和明确地证实了理论相图。
2020-07-09 cond-mat.str-el
Orbital ordering and frustrations
轨道有序在许多含Jahn-Teller离子的过渡金属化合物中存在,并在这些材料中起着重要作用。与此同时,轨道简并系统中的交换相互作用本质上是受挫折的,即使在具有简单晶格的材料中也是如此。我们讨论了这种挫折的起源,考虑在详细的材料与过渡金属离子的立方和三角晶格。我们还讨论了这类系统的基态的可能类型,例如,无序的轨道液体和由于无序机制的有序化。
2003-04-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic origin of magnetic and orbital ordering in insulating LaMnO_3
我们导出了绝缘LaMnO_3的自旋-轨道模型,该模型满足Mn^{3+}离子S=2自旋的SU(2)对称性。它包括完全的e_g和t_{2g}超交换,这是由立方对称的Mn^{2+}多重态结构引起的,以及Jahn-Teller诱导的轨道相互作用。我们证明了LaMnO_3中所观察到的磁有序是由纯粹的电子机制所稳定的,这是由于e_g-超交换作用,并首次对所观察到的转变温度和各向异性交换作用提供了定量解释。
1998-05-01 cond-mat.str-el
Spin superstructure and noncoplanar ordering in metallic pyrochlore magnets with degenerate orbitals
我们研究了尖晶石和烧绿石晶体中t2g电子巡游的双交换模型。在这两种情况下,局域自旋形成了一个角共享四面体的网络。我们发现,强的方向依赖性的t2g轨道导致不寻常的费米表面诱导自旋超结构和非共面有序巡游电子和本地化自旋之间的弱耦合。本文还讨论了这些结果对ZnV_2O_4和Cd_2Os_2O_7的应用。
2011-08-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Long range antiferromagnetic order of formally non-magnetic Eu$^{3+}$ Van Vleck ions observed in multiferroic Eu$_{1-x}$Y$_{x}$MnO$_3$
我们报告的共振磁x射线散射和吸收光谱研究的交换耦合反铁磁有序的Eu $^{3+}$磁矩在多铁性Eu $_{1-x}$ Y $_{x}$ MnO $_3$在没有外部磁场。所观察到的共振光谱是磁有序的$^7F_1$状态的特征,其反映了Mn磁有序,这是由于Eu $4f$和Mn $3d$自旋之间的交换耦合。这是第一次观察到的长程磁秩序所产生的交换耦合的磁矩的正式非磁性范弗莱克离子,这是一个步骤,进一步实现的奇异相的交换耦合诱导的系统完全由非磁性离子。
2015-05-19 cond-mat.str-el
Magnetic Ordering in the Frustrated Heisenberg Chain System Cupric Chloride, CuCl$_2$
我们报告了一个详细的检查进行粉末中子衍射,磁化率和比热测量多晶和单晶样品的无水氯化铜CuCl 2的磁结构,以及自旋交换相互作用的第一性原理密度泛函理论(DFT)计算的评价。无水CuCl_2在低于23.9K的Neel温度下表现出一维反铁磁行为和长程反铁磁有序。中子粉末和单晶衍射表明,在23.9K以下,CuCl 2发生相变,形成无公度的磁结构(传播矢量为(1,0.2257,0.5)),自旋螺旋沿b方向传播,磁矩限制在bc晶面内.我们的密度泛函理论计算表明,自旋螺旋是由沿自旋链的铁磁近邻和反铁磁次近邻自旋交换相互作用相互竞争的结果。CuCl 2可能的多铁性行为的影响进行了讨论。
2009-04-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el