We present the synthesis and a detailed investigation of structural and magnetic properties of polycrystalline NaVOAsO$_4$ by means of x-ray diffraction, magnetization, electron spin resonance (ESR), and $^{75}$As nuclear magnetic resonance (NMR) measurements as well as density-functional band structure calculations. Temperature-dependent magnetic susceptibility, ESR intensity, and NMR line shift could be described well using an alternating spin-$1/2$ chain model with the exchange coupling $J/k_{\rm B}\simeq 52$ K and an alternation parameter $α\simeq 0.65$. From the high-field magnetic isotherm measured at $T=1.5 $ K, the critical field of the gap closing is found to be $ H_{\rm c}\simeq 16$ T, which corresponds to the zero-field spin gap of $Δ_0/k_{\rm B}\simeq 21.4$ K. Both NMR shift and spin-lattice relaxation rate show an activated behavior at low temperatures, further confirming the singlet ground state. The spin chains do not coincide with the structural chains, whereas the couplings between the spin chains are frustrated. Because of a relatively small spin gap, NaVOAsO$_4$ is a promising compound for further experimental studies under high magnetic fields.
Singlet quantum phases and magnetization of the frustrated spin-1/2 ladder with ferromagnetic (F) exchange in legs and alternating F-AF exchange in rungs
Experimental confirmation of spin gap in antiferromagnetic alternating spin-3/2 chain substances RCrGeO5 (R = Y or 154Sm) by inelastic neutron scattering experiments
Frustrated spin ladder with alternating spin-1 and spin-1/2 rungs
我们研究了对角阻挫耦合对自旋为1和自旋为1/2的阶梯结构量子相图的影响。随着耦合强度的增加,系统依次表现出两个带隙的顺磁相(一个梯级单线态和一个Haldane样的非简并态)和两个亚铁磁相,每个梯级具有不同的铁磁矩。前两个状态是类似的相位研究的挫折自旋-1/2阶梯,而磁相位出现的结果的混合自旋结构的模型。使用密度矩阵重整化群计算、周期性团簇的精确对角化以及受数值数据分析启发的有效汉密尔顿方法来详细描述这些相。本理论研究的动机是最近合成的准一维亚铁磁性材料Fe $^{II}$ Fe $^{III}$(反式-1,4-环己烷二羧酸酯),表现出类似的梯形结构。
Electronic Order with Staggered Kondo and Crystalline Electric Field Singlets
新的电子秩序被发现在理论上的系统中,偶数个局域电子每个网站与传导电子耦合。对于精确的定量研究,近藤晶格模型的一个变种,采取与晶体电场(CEF)的单重态和三重态的每个网站。使用动态平均场论结合连续时间量子蒙特卡罗方法,一个交错的顺序与交替Kondo和CEF单线被确定的情况下,每个站点的一个导电电子分布在两个导带,每个导带是四分之一填充。这种电子秩序伴随着传导电子的电荷密度波(CDW),其在近藤单重态位点上比在CEF单重态位点上积累更多。可能的相关性,目前的秩序的标量秩序PrFe $_4$ P $_{12}$进行了讨论。
Spin-Orbital Entanglement Emerging from Frustration in the Kugel-Khomskii Model
利用平均场集团方法研究了双层正方晶格Kugel-Khomskii($d^9$)模型的零温相图,其中包含纠缠相和单重相.该图包括在氟化物K $_3$ Cu $_2$ F $_7$中观察到的层间单线态相和奇异纠缠自旋轨道相。对于单层的情况下,实现在K $_2$ CuF $_4$,我们在有限的温度下进行类似的计算,并表明,交替轨道的铁磁体衰减首先纠缠均匀的铁磁体,然后顺磁相。发表于:J. Phys.:系列391,012085(2012)。
Loss of classicality in alternating spin-$\frac{1}{2}$/spin-$1$ chain, in the presence of next-neighbor couplings and Dzyaloshinskii-Moriya interactions
Modes of magnetic resonance of S=1 dimer chain compound NTENP
用电子自旋共振(ESR)技术研究了准一维$S=1$键交替自旋带隙反铁磁体Ni($_9$ H $_{24}$ N $_4$)NO $_2$(ClO $_4$)(简称NTENP)的自旋动力学.观察到了五种ESR跃迁模式:单重态基态和激发三重态之间的跃迁,集体三重态自旋子能级之间的三种跃迁模式和场诱导反铁磁有序相的反铁磁共振吸收。单重态-三重态和三重态内模表现出一种双峰结构,这是由于在低频范围内磁振子态密度的两个最大值。联合分析所观察到的光谱和其他实验结果允许测试的费米和玻色子模型的适用性。我们的结论是,费米的方法是更合适的特定情况下的NTENP。
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。