Phases of frustrated quantum antiferromagnets on the square and triangular lattices
我们分析了正方形和三角形晶格上自旋S量子反铁磁体的零温相图,其中存在竞争的最近和次最近交换相互作用以及双二次耦合。我们从大S极限出发来处理这个问题。我们的主要重点是确定在何种程度上的任何量子无序相的存在和性质可以推断出这种方法。
2020-03-30 cond-mat.str-el
Spiral order induced by distortion in frustrated square-lattice antiferromagnet
在具有对角耦合J '的强阻挫正方晶格反铁磁体中,当J/(2 J')< 1时,传播矢量Q =(π+/- δ,π+/- δ)靠近(π,π)的无公度螺旋态与Neel共线反铁磁基态竞争.对于经典的海森堡自旋,螺旋态的能量可以降低,因为它适应晶格的扭曲。因此,弱的超结构调制,如存在于掺杂的铜氧化物中,可能会稳定一个无公度的螺旋相位的参数J/(2 J ')接近1的一些范围。
2003-09-01 cond-mat.str-el
Quantum Heisenberg antiferromagnet in a field on the Tasaki square lattice
针对Tasaki方格上的S=1/2海森堡反铁磁体,通过基态映射结合经典蒙特卡洛模拟,发现其在饱和磁场附近的低温相变属于二维伊辛普适类。
2025-11-14 cond-mat.str-el
The square-kagome quantum Heisenberg antiferromagnet at high magnetic fields: The localized-magnon paradigm and beyond
本文研究了自旋为1/2的反铁磁海森伯模型在最低磁振子带几乎无色散的二维正方形格子上的性质。对于一般的交换耦合几何形状,我们阐述了低能量的有效哈密顿出现在高磁场。描述初始受抑量子自旋模型的低能自由度的有效模型是在$z$取向磁场中的(未受抑)正方晶格自旋1/2 $XXZ$模型。对于有效模型,我们进行了量子蒙特卡罗模拟,讨论了高磁场下方形量子海森堡反铁磁体的低温性质。我们特别注意磁场驱动的Berezinskiii-Kosterlitz无磁相变,发生在低温下。
2013-12-04 cond-mat.str-el
Antiferromagnetic long range order in the uniform resonating valence bond state on square lattice
利用广泛的变分蒙特卡罗模拟,我们证明了正方晶格上的均匀共振价键态(U-RVB)实际上是反铁磁长程有序的。有序矩估计为$m\approx 0.17$。对$50\times 50$晶格尺寸的有限尺寸标度分析表明,反铁磁有序波矢处的自旋结构因子完全遵循$\mathrm{S}_{\mathrm{q}=(π,π)} \simeq S_{0}+α(1/L)^{5/4}$行为,其中$L$是晶格的线性标度.这样的行为是非常意外的从玻色子平均场处理或Gutzwiller近似的均匀RVB状态。
2011-08-02 cond-mat.str-el
Field-induced decay dynamics in square-lattice antiferromagnet
研究了任意自旋S时正方格子海森堡反铁磁体在外加磁场中的动力学性质。在两粒子衰变的阈值场以上,标准自旋波理论对激发谱给出了奇异修正,对某些动量具有对数发散。我们发展了一个适用于S >= 1的自洽近似,它避免了这种奇异性,并提供了正则化的磁振子衰变率。给出了S = 1和S = 5/2时的动力学结构因子的计算结果。
2010-10-01 cond-mat.str-el
Fourfold degenerate columnar-dimer ground state in square lattice antiferromagnets
在正方晶格上构造并研究了两个自旋为1/2的受抑量子模型,它们类似于反铁磁$J_1$ - $J_2$模型,但增加了一些四自旋交换作用.这些模型承认一个完全可解的情况下,其中的基态由四个简并柱二聚体单态(CDS)配置。远离确切的情况下,我们采用键算符平均场论研究的基态的演变,通过改变相互作用参数。平均场计算揭示了一个量子相图,其中CDS相经历了连续的相变到Néel或共线有序反铁磁相。
2008-03-23 cond-mat.str-el
Tunable rotons in square lattice antiferromagnets under strong magnetic fields
利用自旋波理论研究了磁场中正方格子海森堡反铁磁体的激发谱。指出在较窄的磁场范围内,由于强的非线性效应,出现了类圆结构。结果表明,能隙和“旋子”的质量是相当敏感的磁场:旋子间隙迅速软化,并最终关闭的量子相变的前兆。讨论了实验观测到这种共振态的可能性和它软化后的新的基态。
2014-07-22 cond-mat.str-el
Magnetic Structure of the $S\,{=}\,1/2$ Quasi-Two-Dimensional Square-Lattice Heisenberg Antiferromagnet Sr$_2$CuTeO$_6$
双钙钛矿化合物Sr $_2$ CuTeO $_6$的磁性结构由中子粉末衍射数据确定。这种材料的磁性描述为一个$S\,{=}\,1/2$准二维正方晶格海森堡模型与反铁磁最近邻和次最近邻相互作用。Sr $_2$ CuTeO $_6$在$T_{\rm N}\,{\simeq}\,29\,$ K发生磁相变。$T_{\rm N}$下面的自旋结构是正方晶格上的Néel反铁磁,这意味着最近邻相互作用($J_1$)比次最近邻相互作用($J_2$)更强,与其他同构化合物如Ba $_2$ CuWO $_6$和Sr $_2$ CuWO $_6$形成对比,其中$|J_1|\,{<}\,|J_2|$是实现的。
2016-02-10 cond-mat.str-el
High-energy spin waves in the spin-1 square-lattice antiferromagnet La$_2$NiO$_4$
本研究用非弹性中子散射研究S=1正方晶格反铁磁体La₂NiO₄的磁激发,发现其自旋波不符合简单经典海森堡模型,存在量子色散重整化等效应、共价效应显著,还观测到双磁振子散射。
2023-08-22 cond-mat.str-el
Imaging bond order near non-magnetic impurities in square lattice antiferromagnets
利用序参量场论研究了正方晶格量子反铁磁体中非磁性杂质附近广义“电荷密度”(时间反演下不变的标量物体)的织构.我们的中心发现是在广义密度波序参量的“涡旋”的结构为中心的非磁性杂质。利用反铁磁自旋模型的量子蒙特卡罗模拟的精确数值数据,我们能够验证我们的场论研究结果。我们扩展我们的唯象方法的周期-4键为中心的密度波中发现的欠掺杂的铜酸盐。
2008-08-05 cond-mat.str-el
Magnetic susceptibility of quantum spin systems calculated by sine square deformation: one-dimensional, square lattice, and kagome lattice Heisenberg antiferromagnets
本文发展了一种简单无偏的数值方法来获得量子多体系统的均匀磁化率。当一个哈密顿量乘以一个从系统中心向边缘平滑递减的正弦平方函数而发生空间变形时,激发能的尺寸标度律急剧地转变为快速收敛的。然后,在系统中心的局部磁化强度变得几乎与尺寸无关;对于小到L=10的系统长度的变形哈密顿量所获得的值提供了对于L=100的原始均匀哈密顿量所获得的值。这使我们能够通过使用现有的数值求解器在中心处的磁化来评估体磁化率,而无需任何近似、参数调整或尺寸缩放分析。我们证明了自旋为1/2的反铁磁海森堡链和正方晶格在L=10时的磁化率与L=无穷大时的精确解析解和数值解在10 ~(-3)的范围内一致,直到温度为0.1倍的耦合常数.我们将这种方法应用到自旋1/2的kagome晶格海森堡反铁磁体,这是在寻找自旋液体的主要兴趣。
2018-09-13 cond-mat.str-el
Magnetic interactions in the $S = 1/2$ square-lattice antiferromagnets Ba$_2$CuTeO$_6$ and Ba$_2$CuWO$_6$: parent phases of a possible spin liquid
理论和实验结果表明,Ba $_2$ CuTeO $_6$和Ba $_2$ CuWO $_6$是具有相反主磁相互作用的受抑正方晶格反铁磁体.这是由Te $^{6+}$和W $^{6+}$的轨道杂化差异驱动的。BaPDMATHABMMCu($_{1-x}$ $_x$)$_6$固溶体的基态类似于最近在$_2$($_{1-x}$ $_x$)$_6$中的观察.
2018-12-13 cond-mat.str-el
Plaquette valence bond solid in the frustrated Heisenberg quantum antiferromagnet on the square lattice
使用精确对角化和对角化的短程价键单线态的一个子集,我们解决海森堡自旋1/2反铁磁体的正方形晶格与竞争的次近邻和次近邻次近邻反铁磁耦合(J1-J2-J3模型)的基态的性质。两种方法的详细比较揭示了沿着(J2+J3)/J1=1/2线的区域,其中最近邻单重覆盖的描述是极好的,因此为磁无序区域提供了证据。通过对二聚体-二聚体关联函数、二聚体结构因子和格片-格片关联函数的分析,证明了在部分磁无序区存在格片价键立体有序.
2006-09-06 cond-mat.str-el
Emergent Shastry-Sutherland network from square-kagome Heisenberg antiferromagnet with trimerization
研究三聚化方-卡戈梅海森堡反铁磁体,发现其有效模型为Shastry-Sutherland晶格上的Kugel-Khomskii型,并提出二聚体覆盖ansatz,但低能有效性待解。
2025-10-16 cond-mat.str-el
Magnetic phase diagrams and magnetization plateaus of the spin-1/2 antiferromagnetic Heisenberg model on square-kagome lattice with three nonequivalent exchange interactions
量子自旋系统中的磁化平台出现在二维阻挫系统中,如kagome晶格。自旋为1/2的正方形格子反铁磁海森堡模型也适用于磁化平台的研究。基于最近的实验发现,这种正方形kagome晶格与非等效的三个键,我们研究的相图和磁化平台的晶格的精确对角化方法。除了先前报道的1/3和2/3高原模型中的两个等价的债券,我们发现了一个新的2/3高原,其磁结构的特点是自发破缺的四重旋转对称性。平台只出现在三个不等价键的情况下。我们提出了寻找高原的可能性,包括新的高原。
2018-03-09 cond-mat.str-el
A CDMFT study of antiferromagnetic transition in the square-lattice Hubbard model: optical conductivity and electronic structure
我们数值研究了半填充正方晶格哈伯德模型中“反铁磁”相变附近的光电导$σ(ω)$。我们使用集团动力学平均场论和计算电导率,包括顶点校正,为此,我们已经重新制定了反铁磁相的顶点校正。我们发现,顶点校正改变各种重要的细节,温度和$ω$ -依赖性的电导率在正方形晶格,这形成鲜明对比的情况下,莫特过渡的挫折三角形晶格。通常,顶点校正增强了$ω$依赖性的变化,并且锐化了顺磁相中的Drude峰和高$ω$非相干峰。在反铁磁相中,当$ω$ =0时,它们还增强了$σ(ω)$的下降。因此,直流电导率在顺磁相中增强,在反铁磁相中抑制,但这种变化发生在略低于转变温度。我们还发现了一个温度区域以上的转变温度,其中的直流电导率表现出绝缘行为,但$σ(ω)$保留德鲁德峰,这个区域是稳定的顶点校正。我们还调查了哪些波动是重要的顶点修正和详细分析动量依赖的顶点函数。
2016-05-02 cond-mat.str-el
RVB signatures in the spin dynamics of the square-lattice Heisenberg antiferromagnet
利用改进的平均场Schwinger玻色子方法研究了正方晶格自旋为1/2的海森堡反铁磁体的自旋动力学。通过识别两者,长程Néel和RVB类组件的基态,我们提出了一个受过教育的猜测,平均场三重激发组成的线性组合的本地和键自旋翻转计算的动力学结构因子。我们的主要结果是,当这种三重激发以满足相应的求和规则的方式进行优化时,我们恢复了实验光谱的低能和高能光谱权重特征。特别是,在最近的非弹性中子散射实验中发现的异常光谱重量耗尽在$(π,0)$可以归因于基态的RVB组件的三重键激发的干扰。我们的结论是,Schwinger玻色子理论似乎是一个很好的候选人,以充分解释的正方形晶格海森堡反铁磁体的动力学性质。
2016-03-31 cond-mat.str-el
Third-order magnetic susceptibility of the frustrated square-lattice antiferromagnet
本文给出了正方晶格上自旋为1/2的$J_{1}$ - $J_{2}$海森堡模型的有限温度性质的分析结果。分析是基于精确对角化的小集群与16和20个网站,利用有限温度Lanczos方法。特别是,我们专注于三阶磁化率的温度依赖性作为一种方法来解决交换常数的模糊性。我们讨论的挫折角$ϕ=\tan^{-1}(J_{2}/J_{1})$参数化模型的不同可能的阶段,包括在相图中至少有一个铁磁交换常数的大区域的整个范围。
2004-06-11 cond-mat.str-el
The antiferromagnetic spin-1/2 Heisenberg model on the square lattice in a magnetic field
本文利用精确对角化方法研究了正方晶格上反铁磁自旋1/2海森堡模型的场依赖性。在第一部分中,我们计算的自旋波速度,自旋刚度,和磁化率,从而确定的低能量长波长描述的微观参数。在第二部分中,我们提出了一个全面的研究动态自旋关联函数的磁场范围从零到饱和。我们发现,在低场,磁振子是很好地定义在整个布里渊区,但色散是由量子涨落相比,经典的光谱大幅修改。在更高的领域,衰变通道开放和磁振子变得不稳定的多磁振子散射。我们的结果直接适用于非弹性中子散射实验。
2009-03-16 cond-mat.str-el
Magnetic order in a spin-1/2 interpolating kagome-square Heisenberg antiferromagnet
耦合团簇方法适用于自旋半模型在零温度($T=0$),其中海森堡反铁磁体(HAF)之间的kagome和正方形晶格插值。对于一个三角形晶格,连接最近邻(NN)kagome位置的海森堡键的强度是沿着两个等价方向的$J_{1} \geq 0$和沿着第三个方向的$J_{2} \geq 0$。通过$J_{2}$键连接的位点本身通过强度为$J_{1}' \geq 0$的键连接到三角晶格的缺失NN非kagome位点。当采用$J_{1}'=J_{1}$和$J_{2}=0$时,模型简化为正方形格子HAF。研究了该体系的磁有序性,并讨论了其$T=0$相图。可果美HAF限值的结果是最好的。
2010-08-12 cond-mat.str-el
The Two-Dimensional Square-Lattice S=1/2 Antiferromagnet Cu(pz)$_2$(ClO$_4$)$_2$
利用比热测量、中子衍射和冷中子能谱对二维S=1/2正方晶格反铁磁体Cu(pz)$_2$(ClO $_4$)$_2$(pz表示吡嗪- $C_4H_4N_2$)进行了实验研究.磁场的磁有序温度的依赖性,确定从比热测量场垂直和平行的正方形晶格平面,显示相同的场-温度相图。这表明Cu(pz)$_2$(ClO $_4$)$_2$中的自旋各向异性很小。有序的反铁磁结构是一种共线排列,磁矩沿着晶体学的b轴或c轴。在零磁场下的估计有序磁矩为m_0=0.47(5)μ B,因此比可用的单离子磁矩小得多。这是Cu(pz)$_2$(ClO $_4$)$_2$有序磁相中强量子涨落的证据。垂直于正方形晶格面施加磁场导致反铁磁有序矩在mu_0 H = 13.5 T时增加到m_0=0.93(5)mu_B--磁场淬灭量子涨落的证据。中子能谱表明在反铁磁区中心存在带隙的自旋激发,这可以用J_1^{xy}=1.563(13)meV和J_1 ^{xy}=0.9979(2)J_1^{xy}描述的略微各向异性的最近邻交换耦合来解释。
2010-07-14 cond-mat.str-el
Multiple magnon modes in spin-1/2 Heisenberg antiferromagnet on simple square lattice in strong magnetic field
我们利用最近提出的键算符技术讨论了磁场中简单正方晶格上的自旋- $\frac12$海森堡反铁磁体$H$。众所周知,量子磁体的磁有序相至少在定性上被传统的自旋波理论很好地描述,该理论仅将量子修正引入到问题的经典解中。我们观察到,量子涨落急剧改变所考虑的模型在$H$接近其饱和值的动力学性质:动力学结构因子显示对应于格林函数极点,没有对应的自旋波理论的异常。也就是说,量子涨落产生多个短波长的磁振子模式,而不定性地改变长波长的自旋动力学。我们的结果与以前的量子蒙特卡罗模拟和有限团簇的精确对角化是一致的。
2020-06-23 cond-mat.str-el
Ground-state phases in a system of two competing square-lattice Heisenberg antiferromagnets
利用精确对角化方法和自旋波理论研究了准二维反铁磁体(Ba,Sr)_2Cu_3O_4Cl_2的二维自旋半海森堡模型.该模型由两个不等价的互穿正方晶格海森堡反铁磁体A和B组成。当A子系统内的反铁磁相互作用JAA较强时,B子系统内的耦合JBB较弱。A和B子系统之间的耦合JAB是竞争引起有趣的挫折效应。根据JAB的强度,我们发现了共线的Neel相,非共线的零磁化状态,以及倾斜和共线的非零磁化亚铁磁相。对于与(Ba,Sr)_2Cu_3O_4Cl_2相对应的不太大的阻挫JAB值,我们在子系统A和B中都有Neel序。在经典极限下,这两个Neel态是解耦的。量子涨落导致两个子系统之间的涨落耦合(“无序中的有序”),并选择共线结构。对于更强的JAB,我们发现了一个新的自旋状态与共存的Neel有序的A子系统和B子系统中的无序的证据。
2003-01-08 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
Magnetic excitations and electronic interactions in Sr$_2$CuTeO$_6$: a spin-1/2 square lattice Heisenberg antiferromagnet
Sr $_2$ CuTeO $_6$为探索$S=1/2$ Cu $^{2+}$离子的正方晶格上的低维磁性提供了机会。我们采用从头算多参考组态相互作用计算解开的Cu $^{2+}$的电子结构和评估交换相互作用在Sr $_2$ CuTeO $_6$。后者的结果进行了验证非弹性中子散射使用线性自旋波理论和系列展开校正量子效应提取真正的耦合参数。使用这种方法,这是相当普遍的,我们表明,Sr $_2$ CuTeO $_6$是一个几乎实现的最近邻海森堡反铁磁体,但相对较弱的耦合为7.18(5)meV。
2016-12-06 cond-mat.str-el
Spin liquid versus dimer phases in an anisotropic J1-J2 frustrated square antiferromagnet
自旋为1/2的J1-J2反铁磁体是阻挫磁性的原型模型,也是实现自旋液相的一个可能的候选者。在各向异性正方晶格上推广了该系统,并给出了J1-J2-J1 '-J2' Heisenberg模型,该模型可以用耦合阻挫链的重整化群(RG)分析来处理. J1-J2-J1 '-J2'-模型显示了Néel有序、二聚化和自旋液体行为之间有趣的相互作用。数值结果支持的分析结果表明,对于各向同性模型,在中等耦合强度0.4 J1 < J2 < 0.6 J1的相不是自旋液体,而是具有自发交错的二聚体顺序。
2014-02-07 cond-mat.str-el
Phase Diagram and Thermodynamic Properties of the Square Lattice of Antiferromagnetic Spin-1/2 Triangles in La_4Cu_3MoO_12
研究了含有反铁磁耦合自旋1/2三角形的正方晶格的磁相图和热力学性质。提出了一个具有三个强三角形内交换耦合常数和一个弱三角形间交换耦合常数的Heisenberg哈密顿量来模拟La_4Cu_3MoO_(12)中Cu_3MoO_(4)面上相互作用的Cu^2+离子.根据三角形内的耦合常数的比例,各种长程磁相在低温下竞争。对La_4Cu_3MoO_(12)的热力学性质的数值计算与最近的实验结果的比较表明,该材料的自旋沿Cu_3MoO_(12)晶面的x方向是反铁磁的,沿y方向是铁磁的。的均匀磁化率,热容量和熵的温度依赖性的计算,并示出与实验上的这种化合物的定性协议。
2000-09-05 cond-mat.str-el
Thermal Phase Diagram of the Square Lattice Ferro-antiferromagnetic $J_1-J_2$ Heisenberg Model
通过张量网络与自旋波理论计算,确定方形晶格铁磁-反铁磁 $J_1-J_2$ 海森堡模型的有限温度相图,发现一阶与二阶相变线在临界端点交汇,无中间相。
2023-10-13 cond-mat.str-el
Magnetic properties of quasi-two-dimensional $S$ = 1/2 Heisenberg antiferromagnet with distorted square lattice
我们成功地合成了异丙氧基自由基$α$-2,3,5-Cl $_3$ -V. $Ab$ $initio$分子轨道计算表明,两种主要的反铁磁相互作用$J_{\rm{1}}$和$J_{\rm{2}}$($α=J_{\rm{2}}/J_{\rm{1}}\simeq 0.56$)形成了$S$ = 1/2的畸变正方形晶格.我们用量子蒙特卡罗方法解释了基于$S$ = 1/2正方晶格海森堡反铁磁体的磁性,并考察了晶格畸变和面间相互作用的影响.在低于6.4 K的低温区域,我们观察到各向异性的磁性行为伴随着一个相变到磁有序状态。电子自旋共振信号在共振场和线宽的温度依赖性方面表现出各向异性行为。我们解释的频率依赖性的共振场在有序的相位使用平均场近似与平面外的易轴各向异性,这会导致自旋触发器相变在约0.4 T的场垂直于平面。此外,各向异性偶极场提供关于易轴各向异性的存在的支持信息。这些结果表明,该模型的晶格畸变,各向异性,和面间相互作用是足够小的,他们不影响的内在行为的$S$ = 1 / 2正方晶格海森堡反铁磁体。
2017-06-23 cond-mat.str-el
Quantum $J_1$--$J_2$ antiferromagnet on the stacked square lattice: Influence of the interlayer coupling on the ground-state magnetic ordering
利用耦合团簇方法(CCM)和转动不变格林函数方法(RGM)研究了层间耦合$J_\perp$对堆积正方晶格上自旋为1/2的$J_1$ - $J_2$受抑海森堡反铁磁体($J_1$ - $J_2$模型)基态磁有序的影响.与严格二维正方晶格上的$J_1$ - $J_2$模型($J_\perp=0$)的已知结果一致,我们发现在小$J_2< J_{c_1}$和大$J_2> J_{c_2}$处具有磁性长程有序的相被磁无序(量子顺磁)基态相分离。增加层间耦合$J_\perp>0$的参数区域的减少,并最终,量子顺磁相消失相当小的$J_\perp \sim 0.2 ... 0.3 J_1$。
2006-10-17 cond-mat.str-el
Fractional excitations in the square-lattice quantum antiferromagnet
正方形晶格量子海森堡反铁磁体在其磁激发谱中显示出明显的未知来源的异常。这种反常现象只表现在短波长激发沿最近邻连接方向传播时。使用极化中子能谱,我们已经充分的特点,在模型金属有机化合物CFTD的磁波动,揭示了各向同性连续的异常指示分数激发。Gutzwiller投影方法的基础上开发的理论框架来解释的起源连续异常。这表明,反常现象是由去精细的分数自旋1/2准粒子对,一维自旋的二维模拟引起的。远离异常的常规自旋波谱恢复为分数准粒子对绑定形成自旋1磁振子。因此,我们的结果建立了分数准粒子的存在,即使在最简单的模型二维反铁磁体的挫折。
2015-01-08 cond-mat.str-el
Contrasting Magnetic Structures in SrLaCuSbO$_{6}$ and SrLaCuNbO$_{6}$: Spin-1/2 Quasi-Square-Lattice $J_1 {-} J_2$ Heisenberg Antiferromagnets
报道了双钙钛矿结构SrLaCuSbO $_6$(SLCSO)和SrLaCuNbO $_6$(SLCNO)的磁性.这两种化合物的磁化率的温度依赖性示出了$S\,=\,1/2$正方形晶格海森堡反铁磁体的宽的最大特性。磁有序发生在$T_{\rm N}\,{=}\,13.6$和15.7 K的SLCSO和SLCNO,分别。中子粉末衍射测量揭示了这两种化合物的对比自旋结构。在$T_{\rm N}$以下的SLCSO和SLCNO的自旋结构分别为Néel反铁磁和共线反铁磁。这一结果表明,最近邻相互作用在SLCSO中占主导地位,而次最近邻相互作用在SLCNO中占主导地位。在3.5 K时,SLCSO的有序矩的大小为$m\,{=}\,0.39(3)\,μ_{\rm B}$,SLCNO的有序矩的大小为$0.37(1)\,μ_{\rm B}$,这两个值明显小于线性自旋波理论计算的值。我们推测,小的有序矩是由Sr和La离子的位置无序引起的交换键随机性的影响所造成的。
2022-01-10 cond-mat.str-el
Spin Dilution in Frustrated Two-Dimensional s=1/2 Antiferromagnets on a Square Lattice
给出了$0 \leq x \leq 0.2$的$^7$ Li和$^{29}$ Si NMR、$μ$ SR和Li $_2$ V $_{1-x}$ OTi $_x$ SiO $_4$中的磁化强度测量结果。$x=0$化合物是正方形晶格上的受抑二维海森堡反铁磁体的原型,具有竞争的最近邻($J_1$)和次最近邻($J_2$)交换相互作用。Ti $^{4+}$(S=0)取代V $^{4+}$(S=1/2)产生反铁磁层的自旋稀释。对磁化强度和自旋-晶格弛豫率的分析表明,自旋稀释不仅使自旋刚度降低了一个因子$\simeq (1-x)^2$,而且使有效比$J_2(x)/J_1(x)$减小.此外,来自零场$μ$ SR测量共线相位的亚晶格磁化曲线指出,在与非阻挫二维海森堡反铁磁体的差异,自旋稀释影响低温交错磁化只有在很小的程度上。这一观察结果也支持$x$依赖的共线有序温度。Ti掺杂的样品所获得的结果进行了讨论,在光的纯$x=0$化合物和非阻挫二维海森堡反铁磁体与自旋稀释的结果。
2005-02-18 cond-mat.str-el
Effective field theory and thermal Hall effect of magnons in square-lattice antiferromagnets
本文构建方格反铁磁体磁振子的有效场论,揭示SU(2)规范场与Zeeman场共同导致热霍尔效应的机制,并据此系统分类磁序。
2025-02-17 cond-mat.str-el
Ground-State Phase Diagram of Quantum Heisenberg Antiferromagnets on the Anisotropic Dimerized Square Lattice
用量子MonteCarlo方法研究了各向异性二聚正方晶格上S=1/2和S=1的二维量子海森堡反铁磁体.通过对关联长度的有限尺度分析,确定了以二聚化强度和空间各向异性强度为参数的基态相图。证实了相界上的量子临界现象与经典三维海森堡模型属于同一普适类。此外,当S=1时,我们证明了所有的自旋能隙相,如Haldrons相和二聚体相,在扩展的参数空间中是相互连接的,尽管它们在一维中根据弦序参量被分为不同的类,即,零链间耦合的情况。
2001-07-05 cond-mat.str-el
Randomness-induced quantum spin liquid behavior in the $s=\frac{1}{2}$ random $J_1$-$J_2$ Heisenberg antiferromagnet on the square lattice
利用精确对角化方法和Hams-de Raedt方法研究了正方晶格上的键随机$s=1/2$ Heisenberg模型$J_1$和$J_2$的基态和有限温度性质.该模型的基态相图中构建的随机性与挫折($J_2/J_1$)平面,目的是澄清的随机性和挫折稳定的各种阶段的影响。我们发现,在一定的参数空间范围内,这种无规性导致了无带隙的类量子自旋液体(QSL)态、无规单重态和自旋玻璃态。自旋玻璃态可以通过采用与规则模型的条形磁序相关联的晶格方向自由度来稳定。讨论了正方晶格混晶反铁磁体Sr $_2$ Cu(Te $_{0.5}$ W $_{0.5}$)O $_6$表现出类QSL无带隙行为的实验结果。
2018-10-25 cond-mat.str-el
Randomness and Frustration in a S = 1/2 Square-Lattice Heisenberg Antiferromagnet
我们探讨了系列$S = 1/2$海森堡正方晶格化合物Sr $_2$ CuTe $_{1-x}$ W $_x$ O $_6$中随机性和磁阻挫之间的相互作用。用W代替Te会显著改变磁相互作用,从强最近邻到次最近邻反铁磁耦合。我们进行中子散射测量,以探测磁基态和激发范围内的$x$。我们提出了一个键无序模型,再现基态只有短程自旋相关的混合化合物。计算的中子衍射图和粉末光谱与测量数据吻合良好,并允许对未来的测量进行详细的预测。我们得出结论,淬火的随机性起着主要作用,在定义物理的Sr $_2$ CuTe $_{1-x}$ W $_x$ O $_6$挫折不太重要。
2022-05-20 cond-mat.str-el
Phase diagram of the frustrated, spatially anisotropic S=1 antiferromagnet on a square lattice
利用密度矩阵重整化群(DMRG)方法和Schwinger-Boson平均场论(SBMFT)方法,研究了具有空间各向异性最近邻耦合$J_{1x}$,次最近邻耦合$J_{2}$抑制的$J_{1y}$的S=1正方晶格海森堡反铁磁体.直到相对较强的各向异性值,在这两种方法中,我们发现量子涨落稳定Néel有序态以上的经典稳定区域。而SBMFT表明$1/3\leq J_{1x}/J_{1y}\leq 1$的Néel态和条纹反铁磁体之间存在涨落诱导的一级跃迁,而中间顺磁区只在非常强的各向异性下开放,DMRG结果清楚地表明,对于各向异性的所有值,两个磁有序相被量子无序区分开,这显著地暗示了空间各向同性$J_{1}$的量子顺磁相。$J_{2}$模型连续地连接到解耦的Haldron自旋链的极限。我们的研究结果表明,对于S=1的量子涨落在强挫反铁磁体是至关重要的,并没有正确处理的半经典水平。
2009-01-20 cond-mat.str-el
Switching of anisotropy and phase diagram of a Heisenberg square lattice S=1/2 antiferromagnet Cu(pz)2(ClO4)2
准二维$S=1/2$准正方晶格反铁磁体Cu(pz)2(ClO 4)2的反铁磁相实验揭示了双轴型各向异性,而不是以前考虑的易平面型.弱的面内各向异性,发现通过电子自旋共振谱和磁化测量,是约一个数量级弱,比离面各向异性。弱的面内各向异性导致沿易磁化轴排列的磁场的自旋翻转相变,从而导致相图上的双临界点。弱面内各向异性的一个显著特征是其符号在自旋翻转点处的突变。在平面内磁场向易磁化轴倾斜10 ° $^\circ$角时,这种各向异性切换消失。突然的各向异性反转的性质仍然不清楚。相图的特点是有序化温度的增加,在磁场使用,除了双临界点附近的下降。
2013-03-13 cond-mat.str-el
Low-energy singlet excitations in spin- 1/2 Heisenberg antiferromagnet on square lattice
本文提出了一种基于二聚体展开的方法来描述简单正方晶格上自旋- $\frac12$海森堡反铁磁体中的低能单重态激发。构造了一个算子(“有效哈密顿量”),其本征值给出了单光子谱。“有效哈密顿量”类似于自旋- $\frac12$磁体在强外磁场中的哈密顿量,具有带隙谱。结果表明,在整个布里渊区中,除了在$(π,0)$点附近,单重态的能量略小于三重态(磁振子)的能量外,单重态都位于三重态(磁振子)之上。基于这一发现,我们认为在$(π,0)$附近有一个磁振子可能衰变为另一个磁振子和一个单振子,这可能导致$(π,0)$附近磁振子谱的下降,并减少磁振子寿命。指出单子-磁振子连续谱可能对最近在$(π,0)$附近观测到的连续激发有贡献。
2015-10-01 cond-mat.str-el
Spectrum of short-wavelength magnons in two-dimensional quantum Heisenberg antiferromagnet on a square lattice: third order expansion in 1/S
采用$1/S$展开式,在三阶下计算了正方晶格上二维量子海森堡反铁磁体中短波磁振子的能谱。结果表明,$S=1/2$级数在整个布里渊区收敛很快,但在${\bf k}=(π,0)$点附近,三阶和二阶$1/S$修正的绝对值近似相等.结果表明,三阶修正使${\bf k}=(π,0)$处的类圆局部极小值更深,改善了与该点附近最近的实验和数值结果的一致性。这表明,$1/S$系列收敛缓慢附近${\bf k}=(π,0)$也$S=1$,虽然在这种情况下,由于非常小的高阶$1/S$修正值的频谱重整化将是小的。
2010-05-10 cond-mat.str-el
Magnetic Excitation Spectrum of the Square Lattice S=1/2 Heisenberg Antiferromagnet K2V3O8
我们探索了磁激发谱的S=1/2正方形格子海森堡反铁磁体,K2 V3 O 8使用三轴和飞行时间非弹性中子散射。长波长的自旋波与先前确定的这种材料的哈密顿量是一致的。在反铁磁区中心观察到一个72+/-9 micro-eV的小能隙,近邻交换常数为1.08+/-0.03 meV。沿着晶体学c轴观察到有限的铁磁晶面间耦合,其幅度为Jc=-0.0036+/-0.006 meV。然而,在接近区域边界时,所观察到的激发光谱显著偏离线性自旋波理论的预期,导致在(pi/2,pi/2)区域边界点处的分裂模式。的磁振子-声子相互作用,轨道自由度,多磁振子散射,稀释/网站随机性的影响被认为是在模式分裂的上下文中。不幸的是,没有完全令人满意的解释,这种现象被发现,需要进一步的理论和实验工作。
2006-09-30 cond-mat.str-el
Magnetic resonance in the quasi-2D square lattice easy-plane antiferromagnet Ba$_2$MnGe$_2$O$_7$
本研究通过多频电子自旋共振测量准二维反铁磁体Ba$_2$MnGe$_2$O$_7$,发现有序相两个零场能隙及超精细场,并将顺磁相谱线展宽归因于涡旋动力学。
2023-04-03 cond-mat.str-el
Fluctuations and correlations in a frustrated S=1/2 square lattice with competing ferromagnetic and antiferromagnetic interactions: a muSR study
给出了具有铁磁和反铁磁相互作用的阻挫$S=1/2$正方晶格模型的两个原型Pb $_2$ VO(PO $_4$)$_2$和BaCdVO(PO $_4$)$_2$的零场和纵向场$μ$ SR测量结果.这两个系统被观察到经历一个相变的长程磁序在$T_N\simeq 3.46$ K,为Pb $_2$ VO(PO $_4$)$_2$,和在$T_N\simeq 0.99$ K,为BaCdVO(PO $_4$)$_2$。在Pb $_2$ VO(PO $_4$)$_2$中,$T_N$以上的序参量和纵向弛豫速率的温度依赖性与二维XY模型一致。另一方面,对于BaCdVO(PO $_4$)$_2$,这是非常接近的磁性无序区域的相图中的键的有序预测,一个特殊的对数增加的弛豫观察以上$T_N$。在这两个系统中,在$T_N$下面注意到μ子位置的内部场的相当广泛的分布。这种分布的起源进行了讨论,在光的$μ$ SR实验已经进行了$S=1/2$沮丧的反铁磁体的正方形晶格。
2009-04-23 cond-mat.str-el
Spin reorientation in the square-lattice antiferromagnets RMnAsO (R = Ce, Nd): Density functional analysis of the spin exchange interactions between the rare-earth and transition-metal ions
采用密度泛函方法研究了正方晶格反铁磁体RMnAsO(R = Ce,Nd)中稀土离子与过渡金属离子(R3+和Mn 2+)之间的自旋交换作用,研究了反铁磁体RMnAsO的自旋重取向现象.研究发现,Dzyaloshinskiii-Moriya(DM)相互作用的对称性和强度主要由R3+离子的部分填充4f态决定,并且R3+和Mn 2+离子之间的DM和双二次(BQ)交换异常强烈,控制了所观察到的自旋重取向现象.低于它们的SR温度,Mn 2+和Ce 3+的时刻是正交的CeMnAsO,但共线的NdMnAsO,因为DM相互作用占主导地位的BQ相互作用CeMnAsO,而相反的情况下,NdMnAsO。实验旨在测试我们的研究结果的影响提出。
2012-05-29 cond-mat.str-el
Gapped paramagnetic state in a frustrated spin-$\frac{1}{2}$ Heisenberg antiferromagnet on the cross-striped square lattice
本文利用耦合集团方法在很高的近似下研究了十字条纹正方晶格上的自旋- $\frac{1}{2}$ $J_{1}$- $J_{2}$ Heisenberg模型。正方形晶格上的每一对最近邻的位点都具有强度为$J_{1}>0$的各向同性反铁磁交换键,而交替列中的基本正方形格元具有由强度为$J_{2} \equiv αJ_{1} > 0$的等效阻挫键连接的两个或两个次最近邻(对角)位点对。通过研究磁序参数(即,在阻挫参数的$0 \leq α\leq 1$范围内,我们发现准经典反铁磁Néel态和(所谓的)双Néel态在各自的区域$α< α_{1a}^{c} = 0.46(1)$和$α> α_{1b}^{c} = 0.615(5)$中形成稳定的基态相.双Néel态的Néel($\cdots\uparrow\downarrow\uparrow\downarrow\cdots$)有序性沿着(列)方向平行于具有两个或没有$J_{2}$键的正方形条纹,并且自旋沿着垂直(行)方向以成对($\cdots\uparrow\uparrow\downarrow\downarrow\uparrow\uparrow\downarrow\downarrow\cdots$)方式交替,因此平行对出现在具有两个$J_{2}$键的正方形上。三重态自旋带隙和零场均匀横向磁化率的进一步明确计算提供了令人信服的证据,在所有或大部分的…
2017-09-27 cond-mat.str-el
Spectral characteristics of the antiferromagnetic spin-1/2 Heisenberg model on the square lattice in a magnetic field
我们预言,在横向磁场(h)中,有序正方形量子反铁磁体中的自旋波可以表现出三种自旋激发模式。本文从自洽旋转不变格林函数方法出发,构造了一个新的平均场论,其中h不等于0。该方法保留了平移和轴对称性,并提供了精确的履行单网站的约束为每一个三种模式。我们研究了动力学结构因子S(aa)(k,w),a= x,y,z。结果表明,由于a,b自旋-自旋格林函数出现非对角,h的引入导致两个简并自旋模的杂化。理论与精确对角化研究和非弹性中子散射实验结果的比较进行了讨论,在T = 0。我们还讨论了对应的理论,现有的理论,只允许两个自旋激发模式的总S(k,w)。
2020-03-27 cond-mat.str-el
Specific heat and susceptibility of S=1/2 antiferromagnets on square, triangular, and kagome lattices
University of Tokyo(东京大学)
本文研究了二维正方形、三角形和科赫洛梅晶格中S=1/2反铁磁体的温度依赖性热力学性质,通过正弦平方变形方法计算了比热和磁化率,并发现科赫洛梅晶格在低温下比热表现出肩峰或双峰结构,而磁化率在低温范围内显著增强。
2026-05-17 cond-mat.str-el
Quantum Phase Transitions of a Square-Lattice Heisenberg Antiferromagnet with Two Kinds of Nearest-Neighbour Bonds: A High-Order Coupled-Cluster Treatment
本文用耦合集团方法(CCM)在高阶近似下(LSUB ~ 8)研究了正方晶格自旋半海森堡反铁磁体的零温相图和低激发态,该反铁磁体具有两种规则分布的最近邻交换键(J>0(反铁磁)和J '> 0,J'<0).我们使用Neel模型状态以及螺旋模型状态作为CCM计算的起点。当反铁磁交换常数J '> 0时,我们发现了从Neel有序相到有限能隙量子无序相的二级跃迁。对于令人沮丧的铁磁耦合J '<0,我们发现的迹象表明,量子涨落有利于一阶相变从尼尔秩序的量子螺旋状态,与相应的二阶过渡在相应的经典模型。结果进行了比较,有限系统的精确对角化(多达32个网站)和自旋波和变分计算。在整个参数范围内,CCM结果与精确对角化数据吻合得很好。J '= 0的特殊情况,它相当于蜂窝格,处理得更仔细。
2000-03-08 cond-mat.str-el
Magnetic and thermodynamic properties of Li(2)VOSiO(4): a two-dimensional S=1/2 frustrated antiferromagnet on a square lattice
报道了Li(2)VOSiO(4)粉末和单晶的NMR、μ SR、磁化强度和比热的测量结果。比热和磁化强度的测量证明Li(2)VOSiO(4)是一个二维受抑的S=1/2海森堡反铁磁体,正方形晶格上的超交换耦合J_1几乎等于对角线上的J_2($J_2/J_1=1.1\pm 0.1$与$J_2 + J_1 = 8.2\pm 1$ K).在$T_c\simeq 2.8$ K下,观察到向低温共线有序的相变。由NMR和muSR得到的T_c和亚晶格磁化强度与磁场强度几乎无关,最高可达9特斯拉。用$β\simeq 0.235$计算了亚晶格磁化强度的临界指数,与二维XY系统在有限尺寸下的临界指数几乎一致。在T_c以上和T_c以下发现的不同的磁性与自旋哈密顿量的修改有关,自旋哈密顿量的修改是由T_c以上发生的结构畸变引起的。
2001-01-05 cond-mat.str-el
Mutually attracting spin waves in the square-lattice quantum antiferromagnet
S=1/2的海森堡模型描述了由于强排斥而定域在晶格位置上的电子的相互作用自旋。它是凝聚态物理中最简单的强耦合模型,有着广泛的应用。它的相关性因发现了准高温超导体而进一步增强。它们的未掺杂母体化合物在前导序列中实现了正方晶格上的海森堡模型。关于该模型,我们知道得很多,但主要是在小波矢量上,即,对于长程过程,其中物理学由自旋波(磁振子)、长程有序反铁磁相的戈德斯通玻色子支配。然而,对于短程过程,即,在大的波矢量上。然而,这些过程对于理解高温超导性是决定性的。最近的报告表明,人们必须求助于性质不同的分数激发,自旋。相比之下,我们提出了一个全面的图片穿着磁振子具有较强的相互吸引力短的长度尺度。由此产生的光谱特征与实验数据惊人地一致
2017-10-29 cond-mat.str-el
Low-temperature specific-heat studies on two square-kagome antiferromagnets
本文研究了两种二维正方形kagome结构的反铁磁体的低温比热,KCu $_6$ AlBiO $_4$(SO $_4$)$_5$ Cl(KCu 6)和Na $_6$ Cu $_7$ BiO $_4$(PO $_4$)$_4$ [Cl,(OH)] $_3$(NaCu 7)的结构差异在于NaCu 7中存在层间Cu $^{2+}$离子。这两种材料在50 mK以下都没有磁有序。在零磁场下,当温度接近零K时,KCu 6的$C/T$有一个有限值。在磁场作用下,表面上出现$T^2$依赖性,其系数逐渐被磁场抑制。对于NaCu 7,在零场和欠场下比热都表现出$T^2$依赖性。KCu6和NaCu7在高场下的二次系数之比与Weiss温度的平方之比成反比,这表明这两种化合物在电场下具有相同的基态。我们的结果表明,层间Cu $^{2+}$离子在NaCu 7的基态的确定中起着微不足道的作用。我们讨论了这些化合物中可能的量子自旋液态,并根据我们的结果进一步研究。
2022-03-08 cond-mat.str-el
Pressure-induced phase transition in the $J_1$-$J_2$ square lattice antiferromagnet RbMoOPO$_4$Cl
本文报道了RbMoOPO $_4$ Cl的磁化强度和$^{31}$ P NMR的测量结果。NMR位移和超精细耦合常数的压力依赖性的异常表明在2.6~GPa下发生了结构相变,这可能打破了镜像对称性,并引发交换作用的显著变化。实际上,磁有序态的NMR谱揭示了从低于3.3GPa的柱状反铁磁(CAF)有序到高于3.9GPa的Néel反铁磁(NAF)有序的变化。自旋晶格弛豫率$1/T_1$也表明了随压力的变化从CAF型到NAF型的主导磁涨落。虽然在3.3和3.9 GPa之间的中压区的NMR谱显示CAF和NAF相共存,但$1/T_1$的某个组分显示具有持续自旋波动的顺磁行为,留下量子无序相的可能性。自旋涨落的易平面各向异性与不寻常的非单调的温度依赖性在环境压力下得到逆转的伊辛各向异性在高压下。自旋为1/2的系统的这种意外的各向异性行为可能归因于Mo-4 $d$电子的强自旋-轨道耦合。
2021-03-02 cond-mat.str-el