我们已经进行了详细的调查新的“呼吸”烧绿石化合物LiInCr $_4$ O $_8$通过Rh取代与测量的磁化率，比热，和X-射线粉末衍射。发现LiInCr $_4$ O $_8$的反铁磁相随着Rh的增加而缓慢地被抑制，直到$x$ = 0.1的临界浓度，其中仍然观察到反铁磁相，在比热$T_p$ = 12.5 K处具有峰值，略低于$x$ = 0化合物的$T_p$ = 14.3 K。从磁化强度的测量中，我们还发现了替代增加挫折量的证据。与LiGa $_y$ In $_{1-y}$ Cr $_4$ O $_8$系统以及其他受挫的高温超导体相关材料进行比较，并发现相当的受挫量。这项工作的结果表明，工程呼吸高温超导体提供了一个重要的方法，以进一步了解复杂的磁性挫折系统。
英文摘要：
We have performed a detailed investigation of the new `breathing' pyrochlore compound LiInCr$_4$O$_8$ through Rh substitution with measurements of magnetic susceptibility, specific heat, and x-ray powder diffraction. The antiferromagnetic phase of LiInCr$_4$O$_8$ is found to be slowly suppressed with increasing Rh, up to the critical concentration of $x$ = 0.1 where the antiferromagnetic phase is still observed with the peak in specific heat $T_p$ = 12.5 K, slightly lower than $T_p$ = 14.3 K for the $x$ = 0 compound. From the measurements of magnetization we also uncover evidence that substitution increases the amount of frustration. Comparisons are made with the LiGa$_y$In$_{1-y}$Cr$_4$O$_8$ system as well as other frustrated pyrochlore-related materials and find comparable amounts of frustration. The results of this work shows that engineered breathing pyrochlores presents an important method to further understand the complex magnetism in frustrated systems.
Breathing Pyrochlore Lattice Realized in A-Site Ordered Spinel Oxides LiGaCr4O8 and LiInCr4O8
在两种A位有序尖晶石氧化物LiGaCr 4 O 8和LiInCr 4 O 8中发现了一种独特的阻挫晶格。由于Li+和Ga 3 +/In 3+离子在A位处的大尺寸失配，由携带自旋3/2的Cr 3+离子组成的烧绿石晶格变成小四面体和大四面体的交替阵列，即，“呼吸”烧绿石晶格。我们引入了一个参数，呼吸因子Bf，它量化了烧绿石晶格中的挫折程度：Bf被定义为J '/J，其中J'和J是最近邻的磁相互作用在大，小四面体，分别。具有Bf ~ 0.6的LiGaCr 4 O 8显示出与常规Cr尖晶石氧化物如ZnCr 2 O 4类似的磁化率。与此相反，LiInCr 4 O 8与一个小的Bf ~ 0.1的磁化率表现出自旋带隙的行为，表明接近一个奇特的单重基态。磁长程序发生在13.8和15.9 K的LiGaCr 4 O 8和LiInCr 4 O 8，分别，在这两种情况下可能是由于耦合到结构扭曲。
Magnetic Transitions under Ultrahigh Magnetic Fields of up to 130 T in the Breathing Pyrochlore Antiferromagnet LiInCr4O8
利用脉冲磁场研究了自旋为3/2的反铁磁体LiInCr 4 O 8在高达130 T的交变磁场下的磁化过程.在90 T ~ 130 T范围内，LiInCr_4 O_8具有较强的自旋-晶格耦合，与传统的铬尖晶石氧化物相似. LiGa 0.125 In 0.875 Cr 4 O 8的磁化强度在低温下的结构和磁转变被完全抑制，在13 T以上突然增加，表明在四聚体单重基态和总自旋为1的激发态之间存在2.2 meV的自旋间隙，后者通过施加磁场而稳定。呼吸烧绿石反铁磁体是一个独特的阻挫系统，具有很强的自旋-晶格耦合和键的交替。
Magnetic and Structural Properties of A-Site Ordered Chromium Spinel Sulfides: Alternating Antiferromagnetic and Ferromagnetic Interactions in the Breathing Pyrochlore Lattice
Breathing chromium spinels: a showcase for a variety of pyrochlore Heisenberg Hamiltonians
我们解决了长期存在的问题，丰富多样的现象，在铬呼吸烧绿石材料家族的微观起源。结合电子结构和重整化群技术，我们解决了磁相互作用和分析其倒易空间磁化率。我们表明，这些材料的物理主要是由长程海森堡哈密顿相互作用，迄今未得到赞赏的事实。我们的计算揭示，在这些同构化合物中，硫族元素的选择触发了材料与经典自旋液体的接近，其特征在于不同维度的波矢量的简并流形：LiInCr 4 O 8和LiGaCr 4 O 8的三维简并库仑相，螺旋自旋液体与二维简并为CuInCr4Se 8和一维线简并特征的面，LiInCr4S8、LiGaCr4S8和CuInCr4S8的心立方反铁磁体。我们在铬尖晶石中发现的原型烧绿石行为的令人惊讶的复杂阵列可能会激发掺杂或压力下不同半经典自旋液体之间的过渡路径的研究。
Neutron Scattering Studies of the Breathing Pyrochlore Antiferromagnet LiGaCr$_{4}$O$_{8}$
我们报告的尖晶石氧化物LiGaCr $_{4}$ O $_{8}$，其中磁性离子Cr $^{3+}$形成呼吸烧绿石晶格的中子散射测量。我们的实验揭示了在磁有序态中几乎无色散的共振模式和色散的自旋波激发的共存，这可以分别用具有相同交换参数的六角环的量子自旋模型和线性自旋波理论定量描述。与其他铬尖晶石氧化物的比较揭示了所有这些材料的共振能和晶格常数之间的线性关系，这与我们的六方环计算一致。我们的研究结果表明，在铬尖晶石氧化物的自旋共振的统一图片。
研究了均匀电场对呼吸烧绿石晶格三维U（1）自旋液相基态和激发态的影响，这些基态和激发态是由于常规（Maxwell）电场与量子自旋冰材料的涌现电动力学之间的耦合而产生的.这是对Phys. Rev. B 96，125145（2017）中各向同性火辉石研究的扩展，因为晶格反转对称性在呼吸火辉石中被破坏。出射光子表现出双折射，类似于各向同性的情况。然而，该系统具有非零极化，即使在没有外部电场，不同于各向同性烧绿石。我们还发现，一个足够强的电场触发量子相变到新的U（1）量子自旋液体捕获$π$ -通量的出射电场。即使当施加的电场沿着在各向同性极限中不显示出相变的方向时，也可以看到这样的转变发生。
Hierarchical excitations from correlated spin tetrahedra on the breathing pyrochlore lattice
物理系统中的耦合强度的层次结构通常在低能量下产生有效的模型，其中解耦的高能量模式被集成出来。在这里，使用中子散射，我们表明，在呼吸烧绿石晶格化合物CuInCr $_4$ S $_8$的自旋激发是分层的，可以近似的相关四面体在低能量的有效模型。在较高的能量，四面体内的激发与强磁振子-声子耦合一起观察，这表明晶格自由度在稳定自旋四面体的可能作用。我们的工作说明了自旋动力学在CuInCr $_4$ S $_8$，并演示了一个通用的有效集群的方法来理解呼吸型晶格上的动力学。
Inelastic Neutron Scattering Study of the Spin Dynamics in the Breathing Pyrochlore System LiGa0.95In0.05Cr4O8
A-网站有序铬酸盐尖晶石LiGa 1-xInxCr 4 O 8主机的网络大小交替自旋3/2铬+四面体被称为“呼吸”烧绿石晶格。对于x=0.05的组合物，在母体x=0材料中观察到的复杂的磁结构有序被Tf=11 K处的单个跃迁所取代，这归因于强自旋-晶格耦合引起的共线π阶。我们在这里提出了一个非弹性中子散射研究的自旋动力学在这种组合物。高于Tf，动态散射函数S（Q，E）是ungapped和准弹性的，类似于未掺杂的LiGaCr 4 O 8。低于Tf，光谱权重之间的分裂广泛的非弹性功能在5.8毫电子伏和朝向弹性线。前一个特征可以归因于反铁磁环内的自旋进动，通过自旋哈密顿量中的有效双二次自旋晶格项提升到有限能量。
Tetrahedrally ferromagnetic correlations and a glassy-freezing anomaly in the breathing pyrochlore magnet $\mathrm{AgInCr_4S_8}$ with partial $A$-site disorder
Tokyo University of Agriculture and Technology（东京农工大学）；The Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo（东京大学固体物理研究所）；Kyoto University（京都大学）
From dimensional reduction to tetramerization in mixed ferro-antiferro breathing pyrochlores
Indian Institute of Technology Madras（印度理工学院马德拉斯分校）；CNRS, University of Bordeaux（法国国家科学研究中心，波尔多大学）；Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑路德维希-马克西米利安大学）；HUN-REN Wigner Research Centre for Physics（匈牙利研究与教育网络温格物理研究中心）；Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie（柏林亥姆霍兹材料能源中心）；Freie Universität Berlin（柏林自由大学）；University of Windsor（温莎大学）；Institute for Solid State Physics and Optics（凝聚态物理与光学研究所）
