Determination of effective microscopic models for the frustrated antiferromagnets Cs$_2$CuCl$_4$ and Cs$_2$CuBr$_4$ by density functional methods
在密度泛函理论的框架下研究了阻挫三角晶格反铁磁体Cs $_2$ CuCl $_4$和Cs $_2$ CuBr $_4$的电子和磁性.用可用的X射线结构数据分析交换耦合J和J'证实了从Cs $_2$ CuBr $_4$的实验结果中得到的值,但不证实Cs $_2$ CuCl $_4$的实验结果。为了理解这种差异,我们进行了详细的研究,采用不同的交换相关泛函的结构优化的效果上的交换耦合的Cs $_2$ CuCl $_4$。我们发现,交换耦合依赖于相当微妙的结构优化的细节,只有当绝缘状态(通过自旋极化介导)存在于结构优化,我们有很好的计算和实验确定的交换耦合之间的协议。最后,我们讨论了层间耦合的效果,以及在这两个系统中的长程耦合。
2011-01-31 cond-mat.str-el
Microscopic model of (CuCl)LaNb2O7: coupled spin dimers replace a frustrated square lattice
我们提出了一个微观模型的自旋能隙量子磁体(CuCl)LaNb 2 O 7,这是以前建议作为一个实现的自旋-1/2挫折正方形晶格。利用最近的晶体结构细化的精确的原子位置,我们评估个人的交换积分,并构建一个最小的模型,自然解释所有可用的实验数据。令人惊讶的是,由于Cu-Cl-Cl-Cu途径导致的反铁磁交换J_(4 ~ 25)K,偏离四元对称性导致第四邻体之间形成自旋二聚体。总的二聚体间交换量为12 - 15 K。我们的模型与中子非弹性散射的结果一致,并进一步证实了量子蒙特卡罗模拟的磁化率和高场磁化。我们的研究结果建立(CuCl)LaNb 2 O 7作为一个非阻挫系统的耦合自旋二聚体与占主导地位的反铁磁相互作用,并提供了一个一般的角度与不寻常的低温磁性能的相关材料。
2010-08-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dynamics of composite Haldane spin chains in IPA-CuCl3
用冷中子非弹性散射方法研究了准一维反铁磁体IPA-CuCl_3的磁激发。观察到强色散间隙激发。与先前提出的模型相反,该系统最好描述为非对称量子自旋梯。观察到的光谱可以用“复合”霍尔丹自旋链来解释。与实际的S=1链的关键区别是在某个临界波矢处单磁振子谱的急剧截止。
2005-11-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
IPA-CuCl$_3$: a S=1/2 Ladder with Ferromagnetic Rungs
自旋带隙材料IPA-CuCl_3作为一种铁磁-反铁磁交替键S = 1/2链已被广泛研究。该系统的描述来自结构考虑和体积测量。新的非弹性中子散射实验揭示了一个完全不同的画面:IPA-CuCl 3由弱耦合的自旋梯与反铁磁腿和铁磁梯级。梯子垂直于最初假设的键交替链方向。铁磁梯级使这个系统等效于Halfen-S = 1的反铁磁体。IPA-CuCl 3的带隙能量为1.17(1)meV,带边界能量为4.1(1)meV,几乎没有磁各向异性,就高磁场中中子散射研究的适用性而言,IPA-CuCl 3可能是最好的Haldane带隙材料。
2005-06-15 cond-mat.str-el
Low-temperature thermal conductivity of antiferromagnetic S = 1/2 chain material CuCl_2$\cdot$2((CH_3)_2SO)
本文研究了S = 1/2链状化合物CuCl_2 $\cdot$ 2((CH_3)_2SO)在低温下沿b轴(垂直于链方向)的热输运。零场热导率(κ)在约0.9 K处显示出明显的扭结,这与长程反铁磁(AF)转变有关。沿c轴方向施加磁场,在AF和高场无序态的相界处,κ(H)曲线也有明显的变化。这些结果表明,一个强大的自旋-声子相互作用和磁激发在b轴热输运声子散射的作用。
2013-10-14 cond-mat.str-el
Large-N solutions of the Heisenberg and Hubbard-Heisenberg models on the anisotropic triangular lattice: application to Cs$_2$CuCl$_4$ and to the layered organic superconductors $κ$-(BEDT-TTF)$_2$X
在大N极限下,我们求解了各向异性三角格子上的Sp(N)Heisenberg和SU(N)Hubbard-Heisenberg模型。这两个模型可以分别描述层状有机材料$κ$ -(BEDT-TTF)$_2$ X的磁性和电子性质。海森堡模型也与受抑反铁磁体Cs $_2$ CuCl $_4$有关。我们发现丰富的相图为每个模型。Sp(N)反铁磁体被证明有五个不同的相位作为函数的大小的自旋和各向异性的三角晶格的程度。还讨论了在有限N的波动的影响。对于Cs $_2$ CuCl $_4$的相关参数的基态要么表现出无公度的自旋顺序,或在量子无序相与deconfined自旋1/2激发和拓扑顺序。SU(N)Hubbard-Heisenberg模型表现出绝缘二聚体相、绝缘盒相、半金属交错通量相(SFP)和金属均匀相。均匀相和SFP相表现出赝能隙。金属-绝缘体转变发生在相互作用强度的中间值。
2001-04-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Antiferromagnetic spin-frustrated layers of corner-sharing Cu4 tetrahedra on the kagome lattice in volcanic minerals Cu5O2(VO4)2(CuCl), NaCu5O2(SeO3)2Cl3, and K2Cu5Cl8(OH)4 2H2O
本文从晶体化学角度分析了三种火山矿物--铜钒石(Cu 5 O2(VO 4)2(CuCl))、伊利石(NaCu 5 O2(SeO 3)2Cl 3)和铜钒石(K2 Cu 5Cl 8(OH)4 2 H2O)中实现量子自旋液体的可能性。根据结构数据,计算了磁相互作用的符号和强度,探讨了自旋液体存在的主要原因--几何挫折。根据我们的计算,磁结构的averievite和ilinertium的反铁磁(AFM)自旋阻挫层的角共享Cu 4四面体上的可果美晶格。但是,四面体的非共角点的方向在它们中是不同的。氧离子中心的OCu 4四面体在avrievite和ilinertium提供的主要贡献形成沿四面体边缘的AFM相互作用。本文讨论了钙钛矿中局域电极化的强度和四面体中心氧离子振动引起自旋组态涨落的可能性。由于Se ~(4+)离子的孤电子对效应,在Ilinxide中假设存在结构相变和磁相变。正如通过比较的averievite和avdoninite,在从四面体的中心的氧离子的去除,存在于averievite中的烧绿石层的磁性结构转化成一个镂空卷曲的网与大细胞编织从角共享开放AFM自旋受阻四面体(“蝴蝶”)在avdoninite。
2018-10-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
$^{133}$Cs NMR investigation of 2D frustrated Heisenberg antiferromagnet, Cs$_2$CuCl$_4$
本文报道了二维受抑海森堡反铁磁体Cs $_2$ CuCl $_4$的$^{133}$ Cs核磁共振测量结果。我们表明,$^{133}$ Cs NMR是一个很好的探针在这种材料的磁自由度。铜自旋自由度是通过一个强的各向异性超精细耦合感测。自旋激发能隙在临界饱和场以上打开。间隙值由在平行于Cu链(b轴)施加的磁场中的核自旋-晶格弛豫速率的活化能确定。g因子和饱和场的值与中子散射和磁化结果一致。利用自旋-自旋弛豫时间的测量结果表明,在最低温度下没有发生结构变化。
2006-09-11 cond-mat.str-el
Hard-core boson approach to the spin-1/2 triangular-lattice antiferromagnet Cs$_2$CuCl$_4$ at finite temperatures in magnetic fields higher than the saturation field
我们研究了反铁磁绝缘体Cs $_2$ CuCl $_4$的强磁场区,通过用硬核玻色子表示相关海森堡模型中的自旋1/2算符,并通过无限的在位相互作用实现硬核约束。我们专注于的情况下,外部磁场超过饱和场$B_{c}\approx8.5\;\mathrm{T}$,并沿结晶$a$轴垂直于晶格平面的取向。由于在这种情况下,激发态与基态之间有一个能隙,我们可以使用自洽梯形近似来考虑由于硬核约束引起的强关联。在Cs $_2$ CuCl $_4$中,除了用自洽Hartree-Fock近似处理的硬核相互作用外,还存在其它相互作用.我们计算的硬核玻色子的谱函数,从中我们得到的动态结构因子,磁化率,和比热的平面内组件。比热的计算结果与实验数据符合得很好。我们的结论是,自洽的阶梯近似与自洽的Hartree-Fock解耦的非硬核相互作用相结合,给出了一个准确的描述的物理性质的间隙硬核玻色子在二维有限温度下。
2015-09-30 cond-mat.str-el
Distinct magnetic regimes through site-selective atom substitution in the frustrated quantum antiferromagnet Cs$_2$CuCl$_{4-x}$Br$_x$
本文报道了对固溶体Cs $_2$ CuCl $_{4-x}$ Br $_x$(0 $\leq$ x $\leq$ 4)单晶磁性的系统研究,其中包括两种已知的端元化合物Cs $_2$ CuCl $_4$和Cs $_2$ CuBr $_4$,它们被归类为具有不同磁阻挫程度的准二维量子反铁磁体.通过对多达18种不同Br浓度的磁化率$χ$($T$)的比较测量,我们发现,平面内和平面外的磁相关性,分别由磁化率中最大值的位置和高度探测,不显示出随x的平滑变化。相反,可以确定三种不同的浓度方案,它们由临界浓度x $_{c1}$ = 1和x $_{c2}$ = 2分开。这种不寻常的磁性行为可以通过考虑材料的结构特性来解释,特别是扭曲的Cu-卤化物四面体,其支持Br-离子对Cl-的位点选择性取代。因此,临界浓度x $_{c1}$(x $_{c2}$)标志着特别令人感兴趣的系统,其中一(两)个卤素亚晶格位置被完全占据。
2010-12-10 cond-mat.str-el
Specific Heat Study of 1D and 2D Excitations in the Layered Frustrated Quantum Antiferromagnets Cs$_2$CuCl$_{4-x}$Br$_x$
我们报告了一个实验和理论研究的低温比热$C$和磁化率$χ$的层状各向异性三角晶格自旋1/2海森堡反铁磁体Cs $_2$ CuCl $_{4-x}$ Br $_x$与$x$ = 0,1,2,和4。我们发现,交换耦合的比例$J'/J$的范围从0.32到$\approx 0.78$,这意味着在材料的磁性的变化(交叉或量子相变)从一维(1D)的行为$J'/J < 0.6$到二维(2D)的行为$J'/J \approx 0.78$的行为。对于$J'/J < 0.6$,实现为$x$ = 0,1,和4,我们发现一个磁贡献的低温比热,$C_{\rm m} \propto T$,符合自旋激发在一维自旋1/2海森堡反铁磁体。值得注意的是,对于$x$ = 2,其中$J'/J \approx 0.78$意味着2D磁特征,我们还观察到$C_{\rm m} \propto T$。这一发现与标准自旋波理论对$C_{\rm m} \propto T^2$的预测形成对比,表明类费米统计对阻挫自旋1/2二维反铁磁体的磁激发也起着重要作用.
2019-01-23 cond-mat.str-el
Nature of the low energy excitations in the short range ordered region of Cs$_2$CuCl$_4$ as revealed by $^{133}$Cs NMR
本文报道了自旋为1/2的各向异性三角晶格反铁磁体Cs $_2$ CuCl $_4$随温度和外加磁场变化的核磁共振测量结果。所观察到的核磁共振弛豫速率对温度和磁场的依赖性表明,短程有序区域中的低能激发在相图的宽范围的中间场和温度上稳定,是无带隙或几乎无带隙的费米子激发。的间隙的大小为0.037毫电子伏$\approx J/10$的上限成立。的磁化强度和NMR弛豫速率可以定性描述的准一维图片的弱耦合链,或通过平均场理论的特定的二维自旋液体,然而,定量差异存在于数据和理论在这两种情况下。这种比较表明,二维相互作用在描述低能物理中是定量重要的。
2012-03-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Antiferromagnetic Heisenberg model on anisotropic triangular lattice in the presence of magnetic field
利用施温格玻色子平均场论研究了均匀外磁场作用下各向异性三角晶格上反铁磁自旋1/2海森堡模型。我们计算了有序自旋螺旋相中自旋不变性的场依赖性,并将结果与Coldea等人最近在Cs $_{2}$ CuCl $_{4}$中的实验进行了比较。86,1335(2001))。
2002-07-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum Orders and Spin Liquids in Cs$_2$CuCl$_4$
受Cs $_2$ CuCl $_4$样品实验的启发,我们对三角晶格上的对称自旋液体进行了研究和分类。共鉴定出63种$Z_2$自旋液体,30种U(1)自旋液体和2种SU(2)自旋液体。所有这些自旋液体都具有相同的对称性,但量子级不同。计算了几种简单自旋液体的自旋谱函数,并与Cs $_2$ CuCl $_4$的实验结果进行了比较。我们发现$U1Cτ_{+}^0τ_{-}^0τ^1$自旋液体或它的一个亲戚是与观察到的Cs $_2$ CuCl $_4$的自旋液体状态的性质一致。我们讨论了这些可能的自旋液体之间的细微区别和自旋液体提出的从费米子方法,以便未来的实验可以确定哪些自旋液体实际上描述的自旋态Cs $_2$ CuCl $_4$。
2003-06-29 cond-mat.str-el
Comment on "Transition from Bose glass to a condensate of triplons in Tl$_{1-x}$K$_x$CuCl$_3$"
我们认为,无序量子反铁磁体Tl $_{1-x}$ K $_x$ CuCl $_3$的量热数据的解释是由F. Yamada { \it等}在[Phys. Rev. B { \bf 83},020409(R)(2011)]中的描述是不明确的。一致性分析表明无无序TlCuCl $_3$及其无序衍生物的交叉临界指数没有差异。此外,我们还对Tl $_{1-x}$ K $_x$ CuCl $_3$中存在适当的场致热力学相变提出了质疑。
2011-05-01 cond-mat.str-el
Elastic constants and ultrasound attenuation in the spin-liquid phase of Cs$_2$CuCl$_4$
在各向异性三角晶格量子反铁磁体Cs $_2$ CuCl $_4$的自旋液相中,自旋激发主要沿晶体学$b$轴传播.为了测试这种降维的情况下,我们已经进行了超声波实验中的自旋液相Cs $_2$ CuCl $_4$探测的弹性常数$c_{22}$和声衰减沿$b$轴作为外部磁场沿$a$轴的函数。我们表明,我们的数据可以定量解释的最近邻自旋- $1/2$海森堡链的框架内,费米子通过乔丹-维格纳变换和自旋-声子相互作用产生的通常的交换-伸缩机制。
2015-01-16 cond-mat.str-el
Ferromagnetically coupled Shastry-Sutherland quantum spin singlets in (CuCl)LaNb$_2$O$_7$
利用非弹性中子散射、X射线、中子衍射和第一性原理计算技术,我们证明了二维量子自旋系统(CuCl)$_2$的晶体结构是正交的,具有$Pbam$对称性,其中$_4$八面体从它们的高对称位置倾斜,Cu $^{2+} (s = 1/2)$离子形成畸变的正方形晶格.主要的磁相互作用是第四近邻反铁磁相互作用,具有Cu-Cl--Cl-Cu交换路径,这导致自旋单线态的形成。单态之间的两个最强相互作用是铁磁性的,这使得(CuCl)LaNb $_2$ O $_7$成为第一个铁磁耦合Shastry-Sutherland量子自旋单态系统。
2010-06-03 cond-mat.str-el
Bose-Einstein condensation of magnons in Cs$_{2}$CuCl$_{4}$: a dilute gas limit near the saturation magnetic field
基于准二维自旋为1/2的受抑反铁磁体Cs $_{2}$ CuCl $_{4}$的自旋哈密顿量,在磁振子玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)情形下,研究了在饱和值$B_{c}$附近外磁场$B$中的三维自旋有序.利用自旋模型的硬核玻色子公式,计算了Cs $_{2}$ CuCl $_{4}$中强各向异性磁振子色散.在$B_{c}$附近的稀释磁振子极限,硬核玻色子约束导致了一个有效的磁振子相互作用,它在Hartree-Fock近似下处理。临界温度$T_{c}$计算为磁场$B$的函数,并与在Cs $_{2}$ CuCl $_{4}$ [Phys. Rev. Lett. \textbf{95},127202(2005)]。
2005-09-21 cond-mat.str-el
Dynamics and field-induced order in the layered spin $S=1/2$ dimer system (C$_5$H$_6$N$_2$F)$_2$CuCl$_4$
用非弹性中子散射、量热法和核磁共振(NMR)方法研究了准二维Heisenberg自旋$S=1/2$二聚体体系双(2-氨基-5-氟吡啶)四氯合铜(II).在没有外加磁场的情况下,我们发现色散三重激发与自旋间隙的$Δ=1.112(15)$毫电子伏和带宽的$0.715(15)$毫电子伏内的层和层之间的$0.116(15)$毫电子伏,分别。在外加磁场下,$μ_0H_c\approx 8.5$ T的自旋能隙是闭合的,并且我们发现了一个场诱导的反铁磁有序相。
2019-08-01 cond-mat.str-el
Temperature Dependence of the Magnetic Susceptibility for Triangular-Lattice Antiferromagnets with spatially anisotropic exchange constants
利用高温级数展开法,研究了空间各向异性三角晶格上自旋半量子反铁磁体的均匀磁化率随温度的变化关系。我们考虑了一个模型,两个交换常数,$J_1$和$J_2$之间的限制,一个正方形格($J_1=0$),三角形格($J_2=J_1$),和解耦的线性链($J_2=0$)插值格。在所有情况下,在高温下具有居里-外斯行为的磁化率翻转并开始降低到低于峰值温度$T_p$。换算交换常数以得到相同的峰值温度,表明方形晶格和线性链极限的磁化率在峰值附近具有相似的量值。最大偏差出现在三角晶格极限附近,在那里挫折导致小得多的敏感性和平坦的温度依赖性。我们比较我们的结果,无机材料Cs $_2$ CuCl $_4$和Cs $_2$ CuBr $_4$和一些有机分子晶体。我们发现前者(Cs $_2$ CuCl $_4$和Cs $_2$ CuBr $_4$)是弱阻挫的,通过磁化率的温度依赖性确定它们的交换参数与中子散射测量结果一致。与此相反,有机材料的交换参数附近的各向同性三角晶格限制强烈受挫。
2005-02-07 cond-mat.str-el
Magnetic properties of a S=1/2 zigzag spin chain compound (N_2H_5)CuCl_3
本文对准一维锯齿形反铁磁体(N_2H_5)CuCl_3进行了理论和实验研究,它可以看作是具有阻挫相互作用的弱耦合海森堡链.首先,基于有限温度密度矩阵重整化群(DMRG)计算,讨论了锯齿形自旋链在近单链和近双链情况下磁性的一般特征.本文给出了(N_2H_5)CuCl_3单晶在高于Neel温度T_N=1.55K时的磁化率和强场磁化强度的实验结果。通过与DMRG计算结果的比较,我们得到了最近和次最近的交换耦合比为J_1/J_2=0.25,J_2/kB =16.3K。利用平均场论结合DMRG计算,我们还研究了三维耦合J'效应。J' \sim 0.04J_2支持了(N_2H_5)CuCl_3在T_N以上的良好一维性。
2003-05-07 cond-mat.str-el
Heat transport of the quasi-one-dimensional alternating spin chain material (CH_{3})_{2}NH_{2}CuCl_{3}
研究了准一维S = 1/2交替反铁磁-铁磁链状化合物(CH_{3})_{2} NH_{2} CuCl_{3}的低温热输运.热导率的温度和磁场依赖性是非常复杂的,指向自旋激发的重要作用。结果表明,在0.3 ~ 30 K的宽温区内,磁激发主要起声子散射的作用。在磁场中,热导率发生了剧烈的变化,特别是在低场Néel态到自旋能隙态、场致磁有序态和自旋极化态的场致跃迁过程中.在高场下,由于自旋涨落的减弱,声子电导率显著增强。
2011-10-05 cond-mat.str-el
Dynamics of quantum spin liquid and spin solid phases in IPA-CuCl3 under field
利用非弹性和弹性中子散射研究了强磁场中准一维量子反铁磁体IPA-CuCl 3的自旋关联。在临界场$H_c=9.5$ T下观察到磁振子的凝聚和相应的横向长程有序。所有磁振子分支的能量和极化的场依赖性的调查都低于和高于过渡点。在高达14 T的磁场中测量了它们在整个1D布里渊区的色散。磁振子谱截断的临界波矢[Masuda et al.,物理修订信函96,047210(2006)]发现在H>H_c时,从h_c 0.35偏移。有序相位中磁振子带宽的急剧减少[Garlea等人,物理修订版信函98,167202(2007)]进行了详细的观察和研究。光谱的新特征,大概与这种带宽崩溃,观察到以上的过渡领域。
2007-05-09 cond-mat.str-el
Spin liquids in geometrically perfect triangular antiferromagnets
作为量子自旋液体的摇篮,三角形反铁磁体表现出强烈的磁序倾向,需要仔细调整以稳定自旋液体状态。在这篇简短的评论中,我们并列最近的理论发展,跟踪自旋液相的参数制度,与Co基和Yb基三角形反铁磁体的实验结果。非常规的自旋动力学所产生的有序和无序的基态进行了讨论,一个几何上完美的三角形系统的概念进行审查,以证明非平凡的缺陷,可能有助于磁挫折稳定动态自旋状态与特殊的激发。
2020-03-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Torque equilibrium spin wave theory of Raman scattering in an anisotropic triangular lattice antiferromagnet with Dzyaloshinskii-Moriya interaction
本文应用转矩平衡自旋波理论(TESWT)研究了三角晶格中具有Dzyaloshinskiii-Moriya(DM)相互作用的各向异性XXZ反铁磁模型.以准粒子真空为参考,利用TESWT方法对受抑三角晶格磁体的非共线基态进行了精确的分析。我们阐明了量子涨落对基于模型系统参数的有序波矢的影响。我们研究了单磁振子色散,利用谱函数研究了双磁振子连续谱,以及双磁振子和三磁振子激发的喇曼谱。我们提出了我们的结果为$HH, VV$,和$HV$偏振拉曼几何依赖的双磁振子和三磁振子激发光谱,其中$H (V)$代表水平(垂直)偏振。我们的计算表明,$HH$和$HV$偏振光谱都可以用来确定我们的系统的各向异性程度。计算了Ba $_3$ CoSb $_2$ O $_9$和Cs $_2$ CuCl $_4$的拉曼光谱。
2021-01-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Atomic and magnetic structures of (CuCl)LaNb$_2$O$_7$ and (CuBr)LaNb$_2$O$_7$: Density functional calculations
用密度泛函方法研究了(Cu $X$)LaNb $_2$ O $_7$($X$ =Cl和Br)的原子结构和磁性.在几十个被检查的结构中,正交畸变的$2\times 2$结构,其中$X$卤素的位移模式类似于先前基于经验信息所描述的模型,被确定为最稳定的一个。$X$卤素的置换与Cu离子的置换一起导致在两种材料中形成$X$ -Cu-$X$-Cu-$X$之字形链。Z字形链中的最近邻相互作用对(CuCl)LaNb $_2$ O $_7$是反铁磁的(AFM),而对(CuBr)LaNb $_2$ O $_7$是铁磁的(FM).另一方面,前两个相邻的铜阳离子之间的相互作用从相邻的链被发现是AFM和FM分别为这两个化合物。在(CuBr)LaNb $_2$ O $_7$中所有这些面内交换耦合的大小被估计为在(CuCl)LaNb $_2$ O $_7$中的那些的大约三倍。此外,一个相当大的AFM面间相互作用被发现由两个NbO $_6$八面体分离的Cu离子之间。本研究强烈地表明,为了正确地解释(Cu $X)$ LaNb $_2$ O $_7$)的磁性,有必要超越正方形$J_1-J_2$模型。
2010-05-03 cond-mat.str-el
Non-Collinear Magnetic Phases of a Triangular-Lattice Antiferromagnet and Doped CuFeO$_2$
我们得到了三角晶格反铁磁体的非共线基态交换相互作用的第三近邻作为单离子各向异性$D$的函数。在$D$的临界值处,共线的$\uudd $相位转变为具有基本有序波矢量$\vQ $的奇次谐波的复非共线相位。在Al和Ga掺杂的CuFeO $_2$中在$2π\vx -\vQ $处观察到的弹性峰可以用相邻氧原子的排斥所产生的三角晶格的“不等边三角形”畸变来解释。
2009-12-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum Oscillations of the Metallic Triangular-lattice Antiferromagnet PdCrO2
报道了三角形反铁磁体PdCrO 2的deHaas-van Alphen(dHvA)振荡和第一原理计算,发现了非常规的反常霍尔效应(AHE).在PdCrO 2中的dHvA振荡揭示了几个2维费米面的存在下,发现在PdCrCoO 2中的尺寸较小。这证明费米面重建由于非共线120反铁磁有序的本地化Cr,符合第一原理计算。的dHvA振荡的温度依赖性显示没有额外的修改Cr自旋结构低于TN的签名。考虑到Cr自旋的120螺旋有序具有零标量自旋手征,我们的研究结果表明,PdCrO 2是一个罕见的例子,金属三角形反铁磁体的非常规AHE不能理解的自旋手征机制。
2013-02-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferromagnetically coupled dimers on the distorted Shastry-Sutherland lattice: Application to (CuCl)LaNb2O7
最近的一项研究[Tassel { \it et al.},物理修订信函{ \bf 105},167205(2010)]提出了(CuCl)LaNb 2 O 7的显著自旋模型,其中二聚体在扭曲的Shastry-Sutherland晶格上彼此铁磁耦合。在该模型中,二聚体内的交换耦合J>0是反铁磁的,而二聚体间的交换耦合是铁磁的,并且在两个键方向上取不同的值,J_x,J_y<0。考虑到该模型的高阻挫特性可能导致(CuCl)LaNb_2 O_7及其相关化合物的广泛行为,我们采用以下三种方法:小J_x和J_y的强耦合展开、有限团簇的精确对角化和Schwinger玻色子平均场理论,对该模型的基态相图进行了详细的理论研究.当|J_x|,|J_y| <~ J时,体系处于具有有限自旋能隙的二聚体单重态相.这种状态与双链二聚体极限J_x=J_y=0有着密切的联系。我们发现,这一阶段的磁化过程取决于至关重要的二聚体间耦合的空间各向异性。当自旋能隙在一定的磁场下闭合后,磁化强度分别在弱各向异性和强各向异性下出现跳跃或平滑增加。当|J_x|或|J_y| >~ J时,发生到各种磁有序相(铁磁、共线条纹和螺旋)的量子相变。Schwinger玻色子分析表明,量子涨落分裂不同的螺旋基态的经典简并。根据我们的理论结果和现有的实验数据,(CuCl)LaNb 2 O 7和相关化合物的影响进行了讨论。
2011-08-16 cond-mat.str-el
Gapless spin-liquid state in the structurally disorder-free triangular antiferromagnet NaYbO$_2$
我们提出了三角晶格铜铁矿NaYbO $_2$的结构表征和低温磁性。同步加速器X射线衍射和中子散射排除了结构无序和晶体电场随机性,而热容测量和μ子光谱揭示了至少在70 mK以下不存在磁有序和持续的自旋动力学。连续的磁激发与低能量谱权重积累在$K$ -点的布里渊区表明一种新的自旋液相的形成在三角形反铁磁体。这一阶段是无隙的,并显示出一个非平凡的演变的低温比热。我们的工作表明,NaYbO $_2$实际上提供了最直接的实验访问的三角形反铁磁体的自旋液体物理。
2019-01-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Critical Slowing Down of Triangular Lattice Spin-3/2 Heisenberg Antiferromagnet Li7RuO6 via 7Li NMR
本文报道了三角晶格海森堡反铁磁体Li 7 RuO 6单晶的~ 7 Li NMR研究。缓慢的临界发散,具有宽的临界区域,|T/TN - 1| 7 Li核自旋-晶格弛豫速率< 7。在二维三角格子非线性西格玛模型的重整化经典区域中,分析了交错自旋涨落的慢化。发现自旋刚度常数从自旋波近似中的值减小到约20%。旋转挫折的影响,例如,提出了临界现象的Z2涡激发。
2008-12-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Half-magnetization plateau and the origin of threefold symmetry breaking in an electrically-switchable triangular antiferromagnet
我们对三角晶格反铁磁体Fe $_{1/3}$ NbS $_2$进行了高场磁化测量。我们观察到一个平台的磁化集中在大约一半的饱和磁化强度在很宽的温度范围和磁场。从密度泛函理论计算,我们确定了一组可能的磁交换常数。将这些常数代入我们材料的最小哈密顿量模型中,我们发现$Z_3$对称破缺基态的平台和平台都是由面间和面内反铁磁相互作用的竞争引起的.这些发现是有关的铁$_{1/3}$ NbS $_2$,这使得在相对较低的电流密度的反铁磁纹理的电开关的磁电性能。
2020-06-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quadrupole moments and their interactions in the triangular lattice antiferromagnet FeI$_2$
本研究受三角晶格反铁磁体FeI₂实验启发,探究自旋-轨道纠缠局域矩的四极矩及其相互作用,推导其源于轨道占据构型作用,补充了相关体系的现有研究。
2023-08-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnon-phonon coupling and two-magnon continuum in two-dimensional triangular antiferromagnet CuCrO2
CuCrO 2是二维三角形反铁磁体的一种表现形式,它具有与经典的120度有序相似的不相称的非共线磁性结构。使用非弹性中子散射技术,磁振子-声子耦合在CuCrO 2的直接证据显示通过混合磁振子-声子字符的激发模式在12.5毫电子伏,以及在区域边界处的最小值。一个简单的模型哈密顿量,包括交换收缩型磁振子-声子耦合再现所观察到的功能准确。此外,连续激发起源于准粒子之间的相互作用观察到强强度的区域边界。磁激发的这些特征是理解非共线反铁磁化合物中涌现激发的关键。
2016-09-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
From magnetism to one-dimensional spin liquid in the anisotropic triangular lattice
我们研究了从解耦的一维链插入到各向同性三角晶格的各向异性三角晶格,并且已被认为与各种准二维材料相关,例如Cs $_2$ CuCl $_4$或$κ$ -(ET)$_2$ Cu $_2$(CN)$_3$,一种显示出有趣磁性的有机材料。我们得到了一个很好的精度通过一个新的表示的共振价键波函数与单重和三重配对。这种方法使我们能够建立,磁秩序是迅速破坏远离纯三角晶格和无公度自旋相关的短范围。非磁性自旋液体自然出现在相图的宽范围内,具有很强的一维特征。还讨论了$κ$ -(ET)$_2$ Cu $_2$(CN)$_3$的三重配对的相关性。
2009-02-13 cond-mat.str-el
Spin phonon induced colinear order and magnetization plateaus in triangular and kagome antiferromagnets. Applications to CuFeO_2
自旋和晶格自由度之间的耦合在几何受挫磁体中是重要的,它们可以导致简并提升和新的订单。我们发现,在三角形和Kagome反铁磁体中,适度的自旋-晶格耦合可以诱导出复杂的共线磁序。当三角晶格上的经典海森堡自旋与爱因斯坦声子耦合时,出现了丰富的相,包括实验观察到的四个子晶格态和磁电材料CuFeO $_2$中的五个子晶格1/5平台态。此外,我们预测磁化平台在1/3,3/7,1/2,3/5和5/7在这些耦合。强的自旋-晶格耦合诱导条纹共线态,见于$α$-NaFeO $_2$和MnBr $_2$。在Kagome晶格上,适度的自旋-晶格耦合诱导共线有序,但仍存在广泛的简并。
2007-09-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic Interaction in the Geometrically Frustrated Triangular Lattice Antiferromagnet $\rm CuFeO_2$
用高分辨中子非弹性散射测量了几何阻挫三角晶格反铁磁体(TLA)$\rm CuFeO_2$的自旋波激发。反铁磁相互作用在ab平面内的第三近邻(J_1,J_2,J_3,与$J_2/J_1 \approx 0.44$和$J_3/J_1 \approx 0.57$),以及面外耦合(J_z,与$J_z/J_1 \approx 0.29$)都需要描述自旋波色散关系,表明磁相互作用的三维特征。在与多铁性相关联的无公度波矢处,自旋波色散中出现两个能量下降,并且可以被解释为该系统中磁电行为的动力学前兆。
2007-10-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic phases of the anisotropic triangular lattice Hubbard model
本研究用梯子双费米子近似研究二维各向异性三角晶格Hubbard模型,发现多种磁性相(金属、一维反铁磁、非共线反铁磁、方晶格反铁磁、螺旋),无共线反铁磁序,并详细分析了Cs$_2$CuCl$_4$。
2023-02-01 cond-mat.str-el
Quantum fluctuations in anisotropic triangular lattices with ferro- and antiferromagnetic exchange
三角格子上的海森堡模型是几何阻挫自旋系统的一个主要例子。然而,大多数实验上可获得的化合物具有空间各向异性交换相互作用。作为该各向异性的函数,可以实现具有不同磁特性的基态。受最近的实验结果Cs $_{2}$ CuCl $_{4-x}$ Br $_{x}$,我们讨论了全相图的各向异性模型与两个交换常数$J_{1}$和$J_{2}$,包括可能的铁磁交换。此外,与相关的正方形格子模型进行了比较。我们讨论了零温相图,有序矢量,基态能量,和有序矩在经典水平和研究量子涨落的自旋波理论的框架内的效果。有序矩的场依赖性与场和控制参数是非单调的。
2014-04-17 cond-mat.str-el
Critical magnetization behaviors of the triangular and Kagome lattice quantum antiferromagnets
利用数值精确对角化方法研究了磁场中三角晶格和Kagome晶格上的$S=1/2$量子自旋反铁磁体.特别地,我们专注于每个系统在饱和磁化强度的1/3处的异常磁化行为。临界指数分析表明,三角晶格上存在一个常规的磁化平台,而Kagome晶格上存在一个非常规的现象,称为磁化斜坡。
2011-02-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Raman scattering for triangular lattices spin-1/2 Heisenberg antiferromagnets
受Cs $_2$ CuCl $_4$或$κ$ -(BEDT-TTF)$_2$ Cu $_2$(CN)$_3$等自旋为1/2的化合物的启发,我们导出了各种几何构型的拉曼散射算符{ \it la} Shastry和Shraiman.当T=0时,用Lanczos算法计算了有限团簇的精确谱。我们进行了系统的调查作为$J_2/J_1$,交换常数比的函数:范围从$J_2=0$,众所周知的正方形晶格的情况下,$J_2/J_1=1$各向同性三角晶格。我们讨论了光谱的偏振依赖性,并展示了它如何可以用来检测量子涨落的基态的不稳定性的前兆。
2006-08-03 cond-mat.str-el
Evolution of the single-hole spectral function across a quantum phase transition in the anisotropic-triangular-lattice antiferromagnet
研究了各向异性三角晶格反铁磁体的基态由无公度磁有序相转变为自旋液态时的单空穴谱函数的演化。为了描述这两个基态在平等的基础上,我们使用大N的方法,这两个阶段之间的过渡可以通过控制量子涨落通过一个“有效”的自旋幅度。在这些基态中加入一个空穴,用从费米子表象中的t-J型模型来描述。我们的研究结果的影响,可能未来的ARPES实验绝缘受挫磁铁,特别是Cs $_2$ CuCl $_4$,进行了讨论。
2004-03-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phase diagram and spin Hamiltonian of weakly-coupled anisotropic S=1/2 chains in CuCl2*2((CD3)2SO)
利用场相关比热和中子散射测量研究了反铁磁S=1/2链状化合物CuCl 2 * 2((CD 3)2SO).在零磁场下,系统获得低于TN=0.93K的磁长程序,有序矩为0.44 μ B。沿b轴的外场增强了零场磁序,而沿a轴和c轴的外场分别导致mu 0 Hc= 6 T和mu 0 Hc=3.5T(T=0.65K)的交换稳定序崩溃,并在激发谱中形成能隙.我们涉及的领域引起的差距的存在下,交错的g-张量和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用,这导致有效的交错领域的磁场沿a-和c-轴。各向异性,链间相互作用和交错字段之间的竞争导致一系列的三个阶段作为沿c轴施加的字段的函数。对于大于μ 0 Hc的磁场,我们发现了一个磁结构,反映了交错磁场的对称性。温度驱动的相变的临界指数β与三维海森堡磁体的临界指数β无法区分,而对量子涨落驱动的相变的测量产生更大的β值。
2007-01-11 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Low temperature ordering in easy-axis $S=1$ kagome and triangular lattice antiferromagnets
简要回顾了早期工作的低温阶段的$S=1$戈美和三角晶格反铁磁体,其中有足够强的单离子各向异性$D$,占主导地位的反铁磁交换$J$。
2014-01-02 cond-mat.str-el
Magnetic properties and Mott transition of the Hubbard model for weakly coupled chains on the anisotropic triangular lattice
研究了各向异性三角晶格上弱耦合链的哈伯德模型的磁性和Mott相变。在考虑120个$^\circ$ Néel和共线有序的情况下,用变分集团近似方法研究了零温半填充时的磁相图.我们发现,当原位库仑排斥力$U$相对较大时,在从准二维到几乎一维的大范围链间跳跃中,实现了非磁性绝缘体,这是自旋液态的候选者。当链间跳跃相对较大时,随着$U$减小,该非磁性绝缘体变为磁性状态。对于相当小的链间跳跃,它变成顺磁性金属,从而发生纯顺磁性金属-绝缘体转变(莫特转变)。对Cs $_2$ CuBr $_4$和Cs $_2$ CuCl $_4$的结果进行了讨论。
2014-06-19 cond-mat.str-el
Ferrimagnetism in the Spin-1/2 Heisenberg Antiferromagnet on a Distorted Triangular Lattice
利用数值对角化方法研究了扭曲三角晶格上自旋$1/2$海森堡反铁磁体的基态.相互作用的网络是$\sqrt{3}\times\sqrt{3}$型的;相互作用在未变形的三角形晶格和骰子晶格之间被连续地控制。我们发现新的状态之间的120度的结构状态的未扭曲的三角形的情况下,和上下状态的骰子的情况下。中间状态显示自发磁化强度小于对应于向上-向上-向下状态的饱和磁化强度的三分之一。
2017-05-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
The magnetization process of the spin-one triangular-lattice Heisenberg antiferromagnet
利用耦合集团方法和精确对角化方法研究了自旋为1的三角晶格海森堡反铁磁体的均匀磁化率和基态磁化曲线。比较我们的磁化曲线的理论数据与最近的测量S=1的三角晶格反铁磁体Ba3NiSb2O9,我们发现一个非常好的协议。
2012-10-29 cond-mat.str-el
Combined analytical and numerical approach to magnetization plateaux in one-dimensional spin tube antiferromagnets
本文研究了磁场作用下三腿阻挫自旋管的性质。我们集中在两种几何形状的这些管,其中之一是有关的化合物$\mathrm{[(CuCl_2tachH)_3Cl]Cl_2}$。我们结合分析路径积分的方法与强耦合的方法,以及大规模的密度矩阵重整化群(DMRG)模拟,以确定存在的磁化曲线作为自旋$S$的值的函数的高原。我们还调查了一些高原上的无间隙非磁激发的问题,被称为两个管的手征自由度。
2012-03-14 cond-mat.str-el
Revealing a Triangular Lattice Ising Antiferromagnet in a Single-Crystal CeCd$_3$As$_3$
本文报道了稀土三角晶格反铁磁体CeCd $_3$ As $_3$的单晶生长和基本磁性及热力学性质。在这种稀土反铁磁体中,Ce局域磁矩形成了一个完美的三角晶格。由于Ce局域磁矩的自旋-轨道纠缠性质,该化合物分别沿c方向和ab平面表现出极其各向异性的反铁磁耦合。我们表明,铈镉$_3$作为$_3$代表一个{ \it罕见}的实验实现的反铁磁伊辛模型的二维三角晶格,从而提供了一个原型的例子几何挫折。我们进一步讨论了微扰相互作用在主导伊辛相互作用之上的量子效应。
2016-12-12 cond-mat.str-el
Absence of zero-point entropy in a triangular Ising antiferromagnet
受挫的伊辛磁体承载着外来的激发,比如自旋冰中的磁单极子。在这种情况下,基态(GS)的特征在于广泛的简并性和相关的剩余熵,这可以追溯到G. Wannier早在1950年就在三角形伊辛反铁磁体(TIAF)中建立了每摩尔自旋接近50%Rln 2的大剩余熵。在这里,我们试图验证这一结果的实验使用TmMgGaO 4,一种新型的稀土基阻挫反铁磁体与伊辛自旋安排在一个完美的三角形晶格。与理论预期相反,我们发现几乎没有剩余熵,并将这一结果归因于弱的第二近邻耦合J2 zz ~ 0.09J1zz的存在,该耦合提升了GS简并产生了几个有序态,条纹序,1/3-平台和1/2-平台。TmMgGaO 4提供了实验访问这些新的阶段伊辛自旋三角晶格。
2018-04-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Unconventional Dynamics in Triangular Heisenberg Antiferromagnet NaCrO2
我们报告磁化,比热,μ子自旋旋转和钠NMR测量S=3/2菱面体堆叠海森堡反铁磁体NaCrO 2。这种化合物似乎是一个理想的候选人的三角海森堡反铁磁体的研究与非常弱的层间耦合。比热和磁化强度的测量表明在40-46 K范围内发生了相变,μ子自旋旋转和NMR都揭示了在T_c以下的波动区域,在30 K附近有弛豫率1/T1的峰值。这一新发现的背景下,在三角形海森堡反铁磁体的激发进行了讨论。
2006-10-23 cond-mat.str-el
Glassy Spin Freezing and Gapless Spin Dynamics in a Spatially Anisotropic Triangular Antiferromagnet Ag2MnO2
利用弹性和非弹性中子散射技术,我们表明,冷却时,空间各向异性的三角形反铁磁体Ag $_2$ MnO $_2$冻结低于$T_f ~\sim 50$ K到短程共线状态。静态自旋关联是非常二维的,自旋涨落是无间隙的,具有两个特征弛豫速率,随温度线性变化。
2009-07-17 cond-mat.str-el
Partially disordered state and spin-lattice coupling in an S=3/2 triangular lattice antiferromagnet Ag2CrO2
Ag_2CrO_2是一种S=3/2的阻挫三角晶格反铁磁体,没有轨道自由度。随着温度的降低,4-亚晶格自旋态的发展。然而,在TN=24 K时,突然出现了一个具有5个亚晶格的长程部分无序态,并伴随着结构畸变,这种无序态至少持续到2 K。自旋-晶格耦合稳定了反常态,预计这种反常态只会在有限的近邻相互作用和温度范围内出现。研究发现,由于三角晶格是弹性的,自旋-晶格耦合是多子晶格自旋态三角晶格反铁磁体的一个共同特征。
2012-04-10 cond-mat.str-el