Nematic Fluctuations in Iron-Oxychalcogenide Mott Insulators
B. Freelon, R. Sarkar, S. Kamusella, F. Brückner, V. Grinenko, Swagata Acharya, Mukul Laad, Luis Craco, Zahra Yamani, Roxana Flacau, Ian Swainson, Benjamin Fran… 展开作者
B. Freelon, R. Sarkar, S. Kamusella, F. Brückner, V. Grinenko, Swagata Acharya, Mukul Laad, Luis Craco, Zahra Yamani, Roxana Flacau, Ian Swainson, Benjamin Frandsen, Robert Birgeneau, Yuhao Liu, Bhupendra Karki, Alaa Alfailakawi, Joerg C. Neuefeind, Michelle Everett, Hangdong Wang, Binjie Xu, Minghu Fang, H. -H. Klauss
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。
英文摘要：
Nematic fluctuations occur in a wide range of physical systems from liquid crystals to biological molecules to solids such as exotic magnets, cuprates and iron-based high-$T_c$ superconductors. Nematic fluctuations are thought to be closely linked to the formation of Cooper-pairs in iron-based superconductors. It is unclear whether the anisotropy inherent in this nematicity arises from electronic spin or orbital degrees of freedom. We have studied the iron-based Mott insulators La$_{2}$O$_{2}$Fe$_{2}$O$M$$_{2}$ $M$ = (S, Se) which are structurally similar to the iron pnictide superconductors. They are also in close electronic phase diagram proximity to the iron pnictides. Nuclear magnetic resonance (NMR) revealed a critical slowing down of nematic fluctuations as observed by the spin-lattice relaxation rate ($1/T_1$). This is complemented by the observation of a change of electrical field gradient over a similar temperature range using Mössbauer spectroscopy. The neutron pair distribution function technique applied to the nuclear structure reveals the presence of local nematic $C_2$ fluctuations over a wide temperature range while neutron diffraction indicates that global $C_{4}$ symmetry is preserved. Theoretical modeling of a geometrically frustrated spin-$1$ Heisenberg model with biquadratic and single-ion anisotropic terms provides the interpretation of magnetic fluctuations in terms of hidden quadrupolar spin fluctuations. Nematicity is closely linked to geometrically frustrated magnetism, which emerges from orbital selectivity. The results highlight orbital order and spin fluctuations in the emergence of nematicity in Fe-based oxychalcogenides. The detection of nematic fluctuation within these Mott insulator expands the group of iron-based materials that show short-range symmetry-breaking.
Mott-Kondo Insulator Behavior in the Iron Oxychalcogenides
我们对铁氧硫族化合物（FeO $\emph{Ch}$）系列La $_{2}$ O $_{2}$ Fe $_{2}$ O \emph{M} $_{2}$（\emph{M} =S，Se）进行了实验和理论研究，这是铁基材料中最新的具有非常规高温$_{c}$超导性（HTSC）的材料。结合X射线吸收（XAS）和共振非弹性X射线散射（RIXS）谱中的非相干Hubbard特征以及电阻率数据，揭示了母体FeO $\emph{Ch}$是相关驱动的绝缘体。为了揭示这些发现的微观基础，我们进行局域密度近似加动力学平均场论（LDA+DMFT）计算，解开莫特近藤绝缘状态。基于理论和一系列数据之间的良好一致性，我们提出，FeO $\emph{Ch}$可能构成一个新的，理想的试验场，探索HTSC所产生的一种奇怪的金属接近一种新的选择性莫特量子临界。
Magnetically-induced local lattice anomalies and low-frequency nematic fluctuations in the Mott insulator La$_2$O$_3$Fe$_2$Se$_2$
用$^{139}$ La核四极共振（NQR）研究了莫特绝缘体LaPDMATHABMM O $_3$ Fe $_2$ Se $_2$. NQR谱证明了顺磁相中的单个La位和反铁磁有序相中的两个不等价的La位，La 1和La 2（Néel温度$T_{\rm{N}} \simeq 90$ K）。这两个网站的特点是不同的四极耦合，不同的晶格和/或电荷配置可能在域隔离的指示。La 2的四极耦合对温度的依赖性表明，磁序参量驱动的结构畸变。核自旋-晶格和横向弛豫速率$1/T_1$和$1/T_2$证明了顺磁相的波动，其特征频率远低于海森堡交换频率，可能与顺磁波动有关。
Orbital glass conceals missing magnetic entropy in a relativistic Mott insulator
Brown University（布朗大学）；National High Magnetic Field Laboratory（国家高磁场实验室）；Stanford University（斯坦福大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；University of Tennessee, Knoxville（田纳西大学诺克斯维尔分校）；Dartmouth College（达特茅斯学院）
Spin-orbit physics of j=1/2 Mott insulators on the triangular lattice
三角格点上的海森伯-基塔耶夫（HK）模型由于其几何阻挫和交换阻挫的相互作用而在概念上很有趣。HK模型也被认为是捕获的有效$j=1/2$莫特绝缘体中的各种5d过渡金属氧化物的背景下研究的自旋轨道纠缠的基本物理。在这里，我们认为，最近合成的Ba $_3$ IrTi $_2$ O $_9$是三角形HK模型的微观实现的主要候选人。我们建立了一个无穷小Kitaev交换不稳定的120 $^\circ$阶的量子海森堡模型，并导致在形成一个扩展的$\mathbb{Z}_2$涡旋晶体相的参数制度最有可能相关的真实材料。使用分析和数值技术相结合，我们绘制出整个相图的模型，其中进一步包括各种有序的阶段，以及周围的反铁磁Kitaev点的扩展的双相。
Phononic enhancement and detection of hidden spin-nematicity and dynamics in quantum magnets
International Center for Quantum Materials, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院量子材料国际中心）；Collaborative Innovation Center of Quantum Matter（量子物质协同创新中心）
Charge Transport in Ba$_{1-x}$Rb$_{x}$Fe$_{2}$As$_{2}$ Single Crystals
最近在重空穴掺杂的铁基超导体RbFe $_2$ As $_2$中的研究表明，出现了沿着Fe-As方向的新型电子向列性，45 $^\circ$从BaFe $_2$ As $_2$和相关材料中普遍存在的通常向列性旋转。这促使我们研究Ba $_{1-x}$ Rb $_{x}$ Fe $_{2}$ As $_{2}$的物理性质，其细节仍在很大程度上未被探索。本文报道了在Rb浓度$0.14\le x \le 1.00$范围内，用高质量的单晶材料研究Ba $_{1-x}$ Rb $_{x}$ Fe $_{2}$ As $_{2}$超导体的正常态电荷输运。从电阻率的温度依赖性的系统测量$ρ(T)$，我们发现了一个签名的偏离费米液体行为的最佳组成，这似乎并不相关的反铁磁量子临界，但有一个潜在的链接到隐藏的反铁磁量子临界。此外，从$T^2$电阻率系数导出的电子相关性显示出在重空穴掺杂端附近随着Rb含量的显著增加，这与铁基超导体中$3d^5$电子配置附近的假定Mott物理相一致。
