Spin structure factors and valence-bond-solid states of the trimerized Heisenberg chains in a magnetic field
利用密度矩阵重整化群（DMRG）方法，详细研究了三聚海森堡铁磁-铁磁-反铁磁和反铁磁-反铁磁-铁磁自旋链在磁场作用下的静态自旋结构因子和磁化平台.结果表明，在平台态下，静态结构因子不随外加磁场和交换耦合的变化而变化，自旋关联函数表现为一个完美的序列，并且与单位磁化强度有简单的关系.提出了一个近似的波函数的平台状态，并提出了一个图片的基础上的价键固体状态，以了解的起源和磁化平台的总数，这是一致的DMRG的结果。
2008-03-08 cond-mat.str-el
Long-range and short-range magnetic correlations, and microscopic origin of net magnetization in the spin-1 trimer chain compound CaNi3P4O14
本文用粉末中子衍射研究了自旋为1的三聚体链状化合物CaNi_3 P_4 O_（14）的自旋-自旋关联和净磁化强度的微观来源。本研究揭示了一个3D长程磁有序低于16 K的磁性结构由铁磁三聚体，沿自旋链铁磁耦合。沿a和c轴的力矩分量反铁磁排列。我们的研究确定，沿b轴的未补偿的力矩分量导致每个单元格的净磁化。在本研究中确定的磁结构，是在最近的第一性原理计算的结果一致，然而，它是在相反的一个迷人的实验预测亚铁磁有序的基础上的周期性的交换相互作用在CaNi 3 P4 O 14。我们的研究还证实了广泛的扩散磁散射的存在下，由于一维短程自旋-自旋相关性，在一个宽的温度范围低于~50 K下降到远低于Tc的温度。RMC方法的中子散射分析表明，占主导地位的自旋自旋相关Tc以上的铁磁和沿b轴。沿a和c轴的最近邻自旋-自旋关联被发现是弱反铁磁的。短程态的三聚体自旋结构的性质与三维长程有序态的三聚体自旋结构的性质相似。对磁性基态微观性质的研究也解释了在三聚体自旋链中观察到1/3磁化平台所需的条件。尽管是S=1的三聚体链系统，但发现本化合物CaNi_3 P_4 O_（14）在Tc=16 K以下是三维磁体的良好实现，在1.5 K下具有~2 μ_B/Ni ~（2+）的全有序矩值（对于两个Ni位置，分别为1.98和1.96 μ_B/Ni ~（2+））。
2016-05-26 cond-mat.str-el
Frustration-enhanced persistent currents in correlated trimer nanorings
本研究针对含三个磁性原子的关联三聚体纳米环持续电流展开，发现阻挫下磁序竞争可增强超交换诱导电流，且临界电流存在温度反常上升现象，揭示电流响应可反映强关联体系状态。
2025-09-04 cond-mat.str-el
Magnetic dimers and trimers in the disordered $S=3/2$ spin system BaTi$_{1/2}$Mn$_{1/2}$O$_{3}$
本文报道了12 R型钙钛矿BaTi $_{1/2}$ Mn $_{1/2}$ O $_{3}$的X射线吸收光谱（XAS）、中子衍射、直流磁化率（$χ_{\mbox{dc}}$）和电子自旋共振（ESR）的结构/磁性研究。我们的结构分析中子衍射支持存在的结构三聚体与Mn $^{4+}$和Ti $^{4+}$离子的化学无序占用，与Mn离子的价确认的XAS测量。在$2\leq T\leq1000$ K的温度区间内，通过结合直流磁化率和$X$带（$9.4$ GHz）电子自旋共振来探索磁性。一个方案下，磁性解释考虑磁性二聚体和三聚体，与交换常数$J_{a}/k_{B}=200(2)$ K和$J_{b}/k_{B}=130(10)$ K，和孤儿自旋。因此，BaTi $_{1/2}$ Mn $_{1/2}$ O $_{3}$被提出作为具有受抑基态的本征无序$S=3/2$自旋隙系统的罕见情况。
2015-06-05 cond-mat.str-el
A Geometrically Frustrated Trimer-Based Mott Insulator
Ba 4 NbRu 3 O 12的晶体结构基于垂直于平面取向的细长Ru 3 O 12三聚体的三角形平面。本文报道它是半导体的，外斯温度为-155 K，有效磁矩为2.59 μB/f. u。磁化率和比热数据表明它在4K附近具有磁有序性。在比热中存在着大量的类似索末菲的T线性项（γ = 31（2）mJ/mole-K^2），证明了低能态的高密度存在。电子结构计算表明，在费米能的电子态驻留在Ru 3 O 12三聚体上，并且计算的电子态密度在费米能附近是高的和连续的-换句话说，密度泛函理论计算的材料是金属。我们的研究结果表明，Ba_4 NbRu_3 O_（12）是一种几何阻挫的三聚体基莫特绝缘体。
2018-05-08 cond-mat.str-el
Field-Tailoring Quantum Materials via Magneto-Synthesis: Metastable Metallic and Magnetically Suppressed Phases in a Trimer Iridate
University of Colorado at Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；Clemson University（克莱姆森大学）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）
通过磁合成方法，研究发现磁场可稳定三聚体铱酸盐中的亚稳金属和磁性抑制相，揭示了磁场诱导对量子材料结构和性质的深刻影响。
2025-11-05 cond-mat.str-el
Excitations in the spin-1 trimer chain compound CaNi3P4O14: gapped dispersive spinwaves to gapless magnetic excitations
用中子非弹性散射研究了自旋为1的三聚体链状化合物CaNi_3 P_4 O_（14）的磁激发和自旋哈密顿量。实验数据揭示了在3D长程有序磁态（TC = 16 K）中的带隙色散自旋波激发，以及TC以上的无隙磁激发。用线性自旋波理论对耦合三聚体自旋链模型进行了模拟，得到的磁激发能很好地描述实验观测数据。分析表明，铁磁J1和J2的链内的相互作用，和链之间的反铁磁链间的相互作用J3。发现J1和J2的强度更接近（J2/J1 ~ 0.81），而J3被确定为较弱（J3/ J1 ~ 0.69），这与自旋链型晶体结构一致。还发现存在弱的单离子各向异性（D/J=0.19）。交换相互作用的强度和符号解释了为什么在所研究的自旋-1化合物CaNi 3 P4 O 14中不存在1/3磁化强度，而其S= 5/2对应物Mn基同构化合物。交换相互作用的符号与从报道的DFT计算得到的一致，然而，它们的强度被发现是显着不同的。CaNi_3 P_4 O_（14）中相对较强的J_3值在TC以下给出了常规的3D型磁有序，然而，在TC以上保留了其1D特征。目前的实验研究还揭示了一个急剧变化的单离子各向异性的TC表明，在CaNi 3 P4 O 14的三维磁有序的稳定性归因于除了链间相互作用的局部磁各向异性。本研究揭示了充分了解三聚体自旋链化合物中交换相互作用的重要性，以了解其奇异的磁性，如1/3磁化平台。
2020-07-14 cond-mat.str-el
The effective Kondo model for a trimer on a metallic surface
我考虑了一个Hubbard-Anderson模型，它描述了三个不同原子的局域轨道，它们之间的杂交和连续的扩展状态（ES）。利用推广的Schriffl-Wolf变换，导出了孤立三聚体的双重态基态与ES相互作用的有效Kondo模型。对于原子间距离为a，l，l的等腰三聚体，当a较小时，近藤温度对l a可< a and has a maximum for finite l >忽略不计。结果与Au（111）上Cr三聚体的实验结果一致。[T. Jamneala等人，物理修订信函87，256804（2001）]。
2006-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exotic Kondo effect from magnetic trimers
受Jamneala { \em et al.} [T. Jamnaela { \em等人}，物理修订版信函{ \bf 87}，256804（2001）]，结合{ \em ab-initio}和重整化群方法，我们研究了沉积在金表面的Cr三聚体的强关联态。三聚体的内部轨道波动导致$T_K$的巨大增加相比，单离子近藤温度解释了实验观察到的零偏置异常的三聚体。强关联态似乎属于一个新的，但很少探索类的非费米液体不动点。
2005-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Two-state behaviour of Kondo trimers
研究了零温下磁性三聚体与非磁性金属基底的类近藤耦合的电子性质和光谱特征。在三聚体附近，底物的态密度被压低，在底物的化学势处正好为零。共振的大小强烈依赖于三聚体的磁状态，并表现出两态行为。这些结果的几何依赖性同意定性与最近的实验，并可以重现在一个三角形的量子点安排。
2005-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kondo effect and RKKY interaction in magnetic trimers
在STM测量中，磁性原子团簇与金属中的可动电子发生交换作用，产生近藤效应。同样的相互作用导致了团簇中磁矩之间的感应RKKY相互作用。对于不同几何结构的团簇，它可以增强或抑制近藤相关。我们计算了不同几何构型的三聚体团簇的隧穿态密度，揭示了STM实验中可以看到的近藤效应和RKKY相互作用之间的竞争特征。
2009-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Emergence of spinons in layered trimer iridate Ba4Ir3O10
自旋子是一维反铁磁链的基元激发，但如何在更高维度上实现自旋子是人们研究的热点。在这里，我们使用共振X射线散射研究层状三聚体铱酸盐Ba 4 Ir 3 O 10，它显示没有磁序低至0.2 K。一个新兴的一维自旋连续体被观察到，可以很好地描述为XXZ自旋-1/2链的磁交换~55 meV和一个小的Ising类各向异性。与2%的等价Sr掺杂，磁序出现低于TN=130 K，随着尖锐的激发，表明自旋子变得更加局限于（Ba 1-xSrx）4 Ir 3 O 10。我们建议，受挫的三聚体内的相互作用有效地减少系统到解耦的自旋链，微妙的平衡，可以很容易地通过扰动，如化学掺杂倾斜。我们的结果将Ba_4 Ir_3 O_（10）置于一维链和二维量子自旋液体的情形之间，为抑制磁序和实现分数自旋子提供了新的途径.
2022-10-17 cond-mat.str-el
Magnetic Anisotropies and Skyrmion Lattice Related to Magnetic Quadrupole Interactions of the RKKY Mechanism in Frustrated Spin-Trimer System Gd$_{3}$Ru$_{4}$Al$_{12}$ with a Breathing Kagome Structure
本文研究了Gd$_{3}$Ru$_{4}$Al$_{12}$中磁四极相互作用的起源，提出包含MQ和偶极相互作用的哈密顿量，并揭示MQ自由度在稳定有限温度斯格明子晶格中的关键作用。
2024-12-21 cond-mat.str-el physics.atm-clus
Crystal and magnetic structures of the spin-trimer compounds Ca3 Cu3xNix (PO4)4 (x=0,1,2)
用中子粉末衍射方法研究了一系列新的量子自旋三聚体体系Ca 3Cu 3xNix（PO 4）4（x= 0，1，2）在1.5-290 K温度下的晶体和磁性结构.每个三聚体含一个Ni（x=1）的组合物具有单斜结构（空间群P21/a，no.14），晶胞参数a = 17.71 A，b = 4.89 A，c = 8.85 A和= 123.84 deg（T=290 K）。（x=2）组成在C2/c空间群（no.15）中结晶，具有沿c轴的双重晶胞。每个三聚体由两个晶体学位置形成：一个在三聚体的中间，第二个在三聚体的末端。我们发现，在（x=1）的三聚体中，Cu ~（2+）占据中间位置，而在（x=2）的三聚体中，Cu ~（2+）和Ni ~（2+）占据末端位置。在TN = 20 K以下，（x=2）化合物显示出反铁磁有序，传播矢量星{[1/2，1/2，0]，[-1/2，1/2，0]}用不可约表示τ 22很好地描述了磁性结构，其中使用了具有Ni 2+和Cu 2+的磁矩为1.89（1）μ B和0.62（2）μ B的恒星{k}的两臂离子，分别。我们注意到，我们的粉末衍射数据不能用只包含传播矢量星的一个臂的模型来拟合。Cu/Ni自旋在不同的三聚体中形成平行和反平行构型，这意味着三聚体间相互作用对整体磁性结构的实质性影响。
2007-09-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnon, doublon and quarton excitations in 2D S=1/2 trimerized Heisenberg models
该研究用 SSE QMC、SAC 与 CPT 研究四类二维 S=1/2 三聚化 Heisenberg 模型，揭示小耦合比下磁振子、双粒子子和四粒子子的分级激发及其随耦合增强的融合，并解释 INS 谱。
2024-06-16 cond-mat.str-el
Magnetic behavior of volborthite Cu3V2O7(OH)2(H2O)2 determined by coupled trimers rather than frustrated chains
出于最近的实验显示一个宽的1/3磁化平台的volborthite单晶，我们进行微观建模通过密度泛函理论（DFT）的单晶结构数据作为出发点。利用DFT+U方法，我们发现了四种主要的磁交换：反铁磁J和J2，以及铁磁J'和J1。模拟结果表明，所推导的自旋哈密顿量与实验低场磁化率和高场磁化强度数据吻合良好。1/3平台相属于由强J键形成的极化磁性三聚体。一个有效的J $\rightarrow\infty$模型表明，在平台阶段之前的磁振子束缚态的凝聚的趋势。
2016-07-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Excitation spectrum of a model antiferromagnetic spin-trimer
用非弹性中子散射方法研究了S = 1/2等边海森堡三聚体Cu_3（O_2C_16H_23）_6.1.2C_6H_1/2的激发谱。早期的测量被解释的基础上的自旋基态组成的一对简并S = 1/2的双峰，与S = 3/2的四重激发态。考虑到这种化合物最简单的磁性模型包括简并基态，使用热力学探针来确定基态和激发态之间的激发能是具有挑战性的。基于磁化率测量的基态和激发态之间的激发能的估计大约为~28 meV。这种化合物的INS测量同样具有挑战性，因为与有机配体相关的分子间和分子内振动模式的频率与磁激发相似。然而，通过测量非磁性类似物，即仅配体，以及磁性系统中激发的温度依赖性，我们能够确定激发能在T = 10 K时约为36.5 meV，随着温度的升高逐渐软化至32 meV。我们强调的考虑配体/晶格为基础的激发，同时解释含有有机分子的这种纳米磁性系统的磁激发，同时强调INS在确定系统中的磁激发谱与简并基态的重要性。
2006-11-16 cond-mat.str-el
Quantum liquid from strange frustration in the trimer magnet Ba4Ir3O10
磁绝缘体等量子自旋系统通常表现出经典磁序，但这种经典态可以通过两种已知的挫折机制让位于具有奇异纠缠的量子液体：三角形图案晶格中的几何挫折，以及Kitaev蜂窝晶格中精确可解量子液体中的自旋轨道耦合挫折。在这里，我们提出了一种新的受抑量子液体的实验观察出现在一个不太可能的地方：磁性绝缘体Ba 4 Ir 3 O 10，其中Ir 3 O 12三聚体形成一个未受抑的正方形晶格。在实验上，我们发现了一个量子液态持续到0.2 K，是稳定的强反铁磁相互作用与居里-外斯温度-766 K。令人惊讶的挫折参数3800是超越任何已知的虹膜迄今为止。热容和热导率在低温下都是线性的，这在金属中是一个熟悉的特征，但在这里，绝缘体指向一种奇异的量子液态。仅2%的Sr替代Ba产生长程序在130 K和破坏的线性T功能。虽然Ir 4+（5d 5）离子在Ba 4 Ir 3 O 10似乎形成Ir 3 O 12三聚体的面共享IrO 6八面体，我们建议，内三聚体交换减少和晶格重组成一个阵列的耦合1D链与额外的自旋。解耦的一维链的极限可以解释大多数但不是所有的惊人的实验观察，表明链间耦合在导致这种量子液体的新挫折机制中起着重要作用。
2020-05-06 cond-mat.str-el
Magnetic Ground State and Spin Excitations in the 2D Trimerized Collinear-II Lattice Antiferromagnet Li2Ni3P4O14
本文通过非弹性中子散射和线性自旋波理论研究了二维自旋-1三聚化海森堡反铁磁体Li2Ni3P4O14，确定了其磁基态、交换常数及单离子各向异性，实验证实了理论预言的磁振子激发。
2025-07-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Helical Ordering of Spin Trimers in a Distorted Kagome Lattice of Gd$_3$Ru$_4$Al$_{12}$ Studied by Resonant X-ray Diffraction
用共振X射线衍射和极化分析研究了Gd离子畸变kagome晶格的Gd $_3$ Ru $_4$ Al $_{12}$在$T_1$ =17.5 K和$T_2$ =18.5 K的连续磁相变。有人提出，在该化合物中，最近邻Gd三角形上的$S=7/2$自旋形成铁磁三聚体，而Gd晶格可以有效地看作是$S=21/2$自旋三聚体的反铁磁三角晶格[S. Nakamura等人，Phys. Rev. B 98，054410（2018）]。结果表明，该系统的磁序可用无公度波矢$q$ ~（0.27，0，0）来描述，它随温度的变化很小。在低于$T_1$的低温阶段，考虑到自旋三聚体形成了具有$c$ -轴和$c$ -平面分量的螺旋序，很好地解释了实验结果.在$T_1$上方的中间阶段，$c$轴分量消失，导致$c$平面内的正弦结构.在$T_1$处的正弦-螺旋转变可以看作是手性自由度的有序化，其在中间相是简并的。
2019-01-14 cond-mat.str-el
Ground-state phase diagram and thermodynamics of coupled trimer chains
用密度矩阵重整化群和量子蒙特卡罗方法描述了磁场中的耦合三聚体链。哈密顿量包含涉及三聚体内耦合J1（作为能量单位）和三聚体间耦合J2的交换项，加上磁场h沿z方向的塞曼相互作用。在比率J = J2 / J1的正值和负值的情况下计算了每个三聚体m的磁化强度的结果，由此导出了富场诱导基态相图h与J的关系，其中存在Luttinger液体、1/3平台（m = 1/2）和完全极化磁化强度（m = 3/2）。此外，零场Lanczos计算的自旋波色散从1/3平台$S^z = 1$显示在以前的制度的J值。此外，我们还报道了三聚体相关函数沿开链的衰减，以及平均两磁振子分布。$0<J\leq 1$的基态是亚铁磁性的，而$-1\leq J<0$的基态是单线态。在单态相，自旋相关函数沿腿呈现反铁磁幂律衰减，类似于自旋1/2线性链，从而表明基态是由三个耦合的反铁磁取向链。在单重态阶段，由1/ |J|归一化的每个位点的无量纲热磁化率随着温度$T\rightarrow 0$而变得更接近$1/π^2$。对于亚铁磁相，我们适合的化合物Pb $_3$ Cu $_3$（PO $_4$）$_4$的实验数据的磁化率和估计模型交换耦合：J1=74.8 K和J=0.4。这些值意味着磁振子激发的能量范围与Pb $_3$ Cu $_3$（PO $_4$）$_4$两种激发模式的中子散射实验数据一致。当J<0时，1/3平台仅在1/ |J|…
2022-04-24 cond-mat.str-el
Spatial dependence of the superexchange interactions for transition-metal trimers in graphene
本研究探讨了空间可变的锰和铬三聚体取代到石墨烯超晶格之间的磁相互作用。利用密度泛函理论计算了体系的电子能带结构和磁布居数，并以此确定了体系的电子和磁性质。为了探索过渡金属原子间的超交换耦合，我们通过比较多个磁位形和空间位形建立了磁磁基态。通过电子和磁性的分析，我们得出结论：过渡金属原子的存在可以在周围的碳原子中产生明显的磁矩，并产生类似RKKY的超交换耦合.希望这些模拟可以通过电子控制磁性团簇来实现石墨烯中的自旋电子应用。
2018-08-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Phase diagram of a coupled trimer system at half filling using the Hubbard model
本研究针对半满三聚体梯状结构的Hubbard模型，结合多种数值与解析方法构建量子相图，揭示五种量子相及不同参数区间的物理机制，为平带系统奇异量子相研究提供参考。
2025-03-04 cond-mat.str-el
Frustrated trimer chain model and Cu3Cl6(H2O)2 2H8C4SO2 in a magnetic field
石井等人对Cu_3Cl_6（H_2O）_2·2H_8C_4SO_2的磁化强度和磁化率的测量[J. Phys. Soc. Jpn. 69，340（2000）]已经证明了自旋间隙的存在。为了解释这种铜-三聚体体系中自旋能隙的打开，Ishii等人提出了一个受抑三聚体链模型。由于该模型的交换常数尚未确定，我们开发了一个十二阶高温系列的磁化率，并将其拟合到实验测量的。我们发现某些耦合常数可能是铁磁的。几个参数的组合并没有提供任何证据证明在参数区域中具有铁磁耦合常数的自旋能隙，但是进一步的结果例如磁化过程与实验观察定性一致。
2001-05-08 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Ordering phenomena of spin trimers accompanied by large geometrical Hall effect
在非共面自旋结构背景中运动的传导电子的波函数可以获得一个量子相位-- Berry相位--就好像电子在一个强的虚拟磁场中运动一样。这样一个新兴的磁场效应是近似成比例的立体角所对的三个相邻的自旋网站上的自旋力矩，称为标量自旋手征。晶体的全部自旋手征，除非宏观上取消，否则会引起实空间贝里相起源的几何霍尔效应，而常规金属铁磁体中的本征反常霍尔效应（AHE）是相对论自旋轨道耦合（SOC）引起的动量空间贝里相起源.在这里，我们报告的自旋三聚体标量自旋手征和随之而来的大的几何霍尔效应在呼吸kagomé晶格化合物Dy $_3$ Ru $_4$ Al $_{12}$，其中Dy $^{3+}$矩形成非共面自旋三聚体的局部自旋手征的有序现象。利用中子衍射，我们表明，当地的自旋手征的自旋三聚体，以及它的铁/反铁的订单可以切换由外部磁场，伴随着大的变化，在几何霍尔效应。我们的研究结果表明，可调自旋三聚体组成的系统可以是一个肥沃的领域，探索大涌现的电磁响应所产生的真实空间拓扑磁秩序。
2019-08-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fermionic Approach to Elementary Excitations and Magnetization Plateaus in an S=1/2 XX Hybrid Trimer-Dimer Chain
Solid State Physics Division, Bhabha Atomic Research Centre（固体物理部，巴哈原子研究中心）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）
本文通过费米子方法研究S=1/2 XX杂化三聚体-双聚体链中的基态激发和磁化平台，揭示了磁化平台与全局周期性相关，扩展了OYA条件至簇链结构。
2026-02-06 cond-mat.str-el
Interplay between trimer structure and magnetic ground state in Ba5Ru3O12 probed by Neutron and muSR techniques
通过INS和μSR技术结合理论计算研究Ba5Ru3O12三聚体体系，揭示其60K时的长程反铁磁有序、两种自旋波激发及非共线自旋结构，证实短程磁关联与动态磁有序，预测基态并与实验一致。
2025-08-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.comp-ph
Full propagation-vector star antiferromagnetic order in quantum spin trimer system ${\rm Ca_{3}CuNi_2(PO_4)_4}$
我们证明了量子自旋三聚体系统${{\rm Ca_{3}CuNi_2(PO_4)_4}}$的反铁磁结构是基于顺磁空间群$C2/c$的传播矢量$\vec{k}$星$\{[{1\over2},{1\over2},0],[-{1\over2},{1\over2},0]\}$的两臂。该结构由$C2/c$二维不可约表示的序参量的对称方向产生，对应于Shubnikov磁空间群$C_a2/c$ .我们揭示了传播矢量形式主义和Shubnikov对称性的表示分析之间的关系。这些类型的多$\vec{k}$结构在实验中极少观察到。为了进一步证明这种特殊的磁结构，我们用实际的哈密顿量计算了孤立的Ni $^{2+}$ -Cu $^{2+}$ -Ni $^{2+}$三聚体的自旋期望值.计算得到的自旋值$<\!S_{\rm Ni}\!\!>={0.9}$和$<\!S_{\rm Cu}\!\!>={0.3}$与实验值的误差在10%以内，为多臂磁结构的形成提供了有力的佐证。
2014-11-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Partial molecular orbitals in face-sharing 3$d$ manganese trimer: Comparative studies on Ba$_{4}$TaMn$_{3}$O$_{12}$ and Ba$_{4}$NbMn$_{3}$O$_{12}$
本文通过比较Ba$_{4}$TaMn$_{3}$O$_{12}$与Ba$_{4}$NbMn$_{3}$O$_{12}$，结合磁化率、热容和密度泛函理论计算，揭示了共面共享锰三聚体中由$t_{2g}$局域与$e_{g}$离域竞争形成的部分分子轨道态。
2024-04-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum phase transitions and composite excitations of antiferromagnetic spin trimer chains in a magnetic field
受反铁磁三聚体链高能激发研究进展启发，本研究通过数值方法揭示其磁场下量子相图，识别复合激发模式与特征，探讨相关模型动力学及四荷子凝聚可能性，为高能奇异激发研究提供见解。
2024-11-21 cond-mat.str-el physics.comp-ph
Gapless dynamic magnetic ground state in the charge-gapped trimer iridate Ba$_4$NbIr$_3$O$_{12}$
本文通过多种实验手段研究分数价态三聚体铱酸盐Ba$_4$NbIr$_3$O$_{12}$，发现其在低至0.05 K仍保持量子自旋液体基态，并揭示Nb/Ir位点交换与无隙自旋子激发等关键机制。
2024-06-24 cond-mat.str-el
Magnetic Kondo regimes in a frustrated half-filled trimer
从理论上分析了具有强排斥力的三角形三重量子点与铁磁导线耦合的相图。该模型包括局部或巡回磁矩的磁有序竞争、几何挫和近藤屏蔽。我们确定了这场竞争所产生的所有阶段。我们发现，三个Kondo阶段-传统的，两级欠屏蔽的，和一个从铁磁近藤效应产生的-可以在零温度下实现，并且都是非常容易受到铁磁引线的接近。特别地，我们发现量子点在这些阶段中的每一个都是自旋极化的。此外，我们讨论了在非零温度下的阶段的命运，在那里过多的竞争能源规模引起了复杂的景观交叉。每个近藤机制分裂成一对相，一个不磁化，一个包括磁极化的量子点。我们讨论了我们的结果的背景下，重费米子物理的挫折近藤晶格。
2020-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Pronounced 2/3 magnetization plateau in a frustrated $S$ = 1 isolated spin-triangle compound: Interplay between Heisenberg and biquadratic exchange interactions
报道了一种新的量子磁体[2-[双（2-羟基苄基）氨甲基]吡啶]镍（II）-三聚体（BHAP-Ni 3）的单晶合成与表征。我们的实验和理论研究相结合，揭示了一个外来的自旋状态，稳定了一个强大的2/3磁化平台之间的7和20 T的外部磁场。AC-磁化率测量表明，没有任何磁序/玻璃态下降到60 mK。磁基态是无序的，比热测量揭示了自旋激发的带隙性质。最有趣的是，我们的理论模型表明，2/3磁化平台的出现是由于反铁磁海森堡和双二次交换相互作用之间的相互作用，几乎孤立的自旋$S$ = 1三角形。
2019-08-28 cond-mat.str-el
Trimer classical spin liquid from interacting fractional charges
研究了磁场作用下棋盘格点上$J_1$ - $J_2$ - $J_3$伊辛模型分数电荷相互作用问题.由于排斥相互作用和磁场对粒子密度的调节，分数电荷形成了经典的自旋液体（CSL）相。CSL相由简并自旋组态组成，可以映射到对偶正方晶格的三聚体覆盖。CSL态表现出宏观基态熵，表明当量子涨落开启时，出现了新的量子自旋液体相;除CSL相外，体系还表现出多个磁化平台，反映了二聚体-单体混合物的肥沃屏蔽过程.
2019-10-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Cluster Toroidal Multipoles Formed by Electric-Quadrupole and Magnetic-Octupole Trimers: A Possible Scenario for Hidden Orders in Ca$_5$Ir$_3$O$_{12}$
本研究针对Ca$_5$Ir$_3$O$_{12}$的两种隐藏序，通过理论分析发现中温相对应团簇电环面偶极有序，低温相为团簇电环面偶极与磁环面四极共存态，为该体系隐藏相的起源提供了微观解释。
2023-02-08 cond-mat.str-el
Dimer and trimer fluctuations in the s=1/2 transverse XX chain
给出了横向磁场中一维s=1/2 XX模型（$\parallel z$）的动态二聚体和三聚体结构因子的精确结果，并与已知的动态自旋结构因子的精确结果进行了讨论.在Jordan-Wigner表象的框架下，二聚体涨落算符的可达谱仅限于两个费米子的激发，而三聚体涨落算符的可达谱包括两个费米子和四个费米子的激发.的光谱边界，软模式，和奇异性结构的四费米子激发连续探测的动态三聚体结构因子进行检查和比较，与相应的属性的两个费米子激发连续探测的动态二聚体和横向自旋结构因子。
2005-07-08 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Spangolite: an s=1/2 maple leaf lattice antiferromagnet?
方铅矿（Cu 6Al（SO 4）（OH）12 Cl·3 H2O）是一种含水层状硫酸铜矿物，每层的Cu ~（2+）离子形成系统亏损的三角形晶格，近似于枫叶晶格。我们目前的晶体结构的细节，这表明，在spangolite这个晶格实际上包括两个物种的边缘连接的三聚体具有不同的交换参数。然而，磁化率测量表明，尽管结构的三聚体，磁性能是由二聚。高温磁矩大大降低，低于预期的六个s=1/2的单位电池。
2011-03-28 cond-mat.str-el
Dimensional crossover of a frustrated distorted kagome Heisenberg Model: Application to FeCrAs
受最近实验工作的启发，我们研究了六角Fe $_2$ P/ZrNiAl结构（空间群$P{\bar{6}}2m$）的经典自旋模型的磁性.当两个过渡金属/稀土位点都携带磁矩时，一个具有交替的扭曲的kagome和三角形晶格层。三角形晶格的每一点都位于一个扭曲的六边形的中心，实际上对应于三个孤立的磁性原子：一个“三聚体”。我们表明，一个简单的模型组成的反铁磁相关的海森堡自旋的挫折扭曲kagome晶格耦合铁磁或反铁磁海森堡自旋在三聚体的平均位置，导致丰富的相图，包括可能的选择的$(1/3,1/3,0)$磁顺序可能已经看到在FeCrAs。
2011-05-19 cond-mat.str-el
Three-dimensional Ising Ferrimagnetism of Cr-Fe-Cr trimers in FeCr2Te4
我们对三元硫属化合物FeCr $_2$ Te $_4$单晶的磁临界行为进行了全面的研究，该单晶在低于$T_c$ $\sim$ 123 K时发生亚铁磁转变。详细的临界行为分析和标度的磁熵变表明二阶亚铁磁转变。临界指数$β= 0.30(1)$与$T_c = 122.4(5)$ K，$γ= 1.22(1)$与$T_c = 122.8(1)$ K，以及$δ= 4.24(2)$在$T_c$ $\sim$ 123 K表明，自旋接近三维伊辛（$β$ = 0.325，$γ$ = 1.24，$δ$ = 4.82）模型，加上自旋之间的吸引长程相互作用，衰减为$J(r)\approx r^{-4.88}$。结果表明，FeCr $_2$ Te $_4$中的亚铁磁性是由于反铁磁耦合的Cr-Fe-Cr三聚体之间的巡游铁磁性引起的。
2020-08-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Cluster magnetism of Ba4NbMn3O12: localized electrons or molecular orbitals?
最近合成的Ba 4 NbMn 3 O 12属于团簇磁体-具有紧密结合的磁性离子基团的系统，在这种情况下为Mn 3三聚体。通常，这种磁性团簇可以用分子轨道（MO）来描述，然而强的电子相关性可能会使这种描述无效。为了理解Ba_4NbMn_3O_（12）的电子和磁状态，我们进行了从头计算，结果表明，该体系不是用MO图描述的，而是一个电子局域在Mn离子上的体系，具有较强的团簇内交换和较弱的团簇间交换. Mn 3三聚体的计算自旋为S=2，与实验一致。预测的Ba 4 NbMn 3 O 12的磁结构是Mn 3三聚体的铁磁层，反铁磁堆叠。
2018-12-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dynamic magnetism in the disordered hexagonal double perovskite BaTi$_{1/2}$Mn$_{1/2}$O$_{3}$
磁性挫折和混乱是阻止磁性秩序出现的关键因素。在无序六方双钙钛矿BaTi $_{1/2}$ Mn $_{1/2}$ O $_{3}$中，Mn $^{4+}$阳离子与$S=3/2$自旋可以形成磁性三聚体或二聚体的高度相关态，或者保持为弱相互作用的孤儿自旋。在低温（$T$）下，二聚体响应可忽略不计，磁性主要由三聚体和孤儿决定。为了探索磁阻挫、无序和可能的量子涨落的作用，研究了BaTi $_{1/2}$ Mn $_{1/2}$ O $_{3}$的剩余磁自由度的低$T$磁性。热容量数据和磁化率显示没有证据的磁有序相的相变，但表明相关的自旋状态的形成。低温自旋动力学的这种状态，然后探索$μ$ SR实验。零场$μ^{+}$弛豫速率数据显示，在低至$T=19$ mK时没有静态磁性，纵向场实验也支持动态磁性在低$T$时持续存在。我们的结果解释的自旋玻璃态，这源于一个无序的晶格孤儿自旋和三聚体。然而，不排除BaTi $_{1/2}$ Mn $_{1/2}$ O $_{3}$中的自旋液体状态，并且还对其进行了讨论。
2019-02-11 cond-mat.str-el
Coexisting Paramagnetic Spins and Long-Range Magnetic Order in Ba$_4$(Ru$_{0.92}$Ir$_{0.08}$)$_3$O$_{10}$
Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；Clemson University（克莱姆森大学）；University of Colorado at Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）
研究发现Ba$_4$(Ru$_{0.92}$Ir$_{0.08}$)$_3$O$_{10}$中顺磁自旋与长程反铁磁序共存，铱取代降低了有序温度并影响磁性结构。
2026-03-05 cond-mat.str-el
SrCu(OH)$_3$Cl, an ideal isolated equilateral triangle spin $S$ = 1/2 model system
该研究通过磁化、比热、NMR 与 ESR 表征 SrCu(OH)$_3$Cl，证明其为孤立等边 $S=1/2$ Cu$^{2+}$ 三聚体模型体系，并揭示低温反铁磁相变及相图。
2024-01-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hidden Density-Wave Instability in the Trimer Ruthenate Ba$_4$Ru$_3$O$_{10}$
University of Colorado at Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；Florida State University（佛罗里达州立大学）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）
在三聚钌酸盐Ba4Ru3O10中发现隐藏的密度波不稳定性，表现为电子驱动的重构和低温下强非线性电荷输运，与反铁磁性交织。
2026-06-07 cond-mat.str-el quant-ph
Novel quantum spin liquid ground state in the trimer rhodate Ba$_4$NbRh$_3$O$_{12}$
本文通过多种实验手段研究三聚体铑酸盐Ba$_4$NbRh$_3$O$_{12}$，发现其在极低温下无磁有序或自旋冻结，证实几何受挫增强量子涨落并稳定动态量子自旋液体基态，且低温比热揭示无能隙自旋激发及可能的Dirac QSL特征。
2024-03-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
External magnetic field effects on a distorted kagome antiferromagnet
本文报道了弱耦合畸变kagome系统Cu_{2}（OD）_3Cl在外加磁场$H$作用下的体磁化和弹性与非弹性中子散射的测量结果。我们的结果表明，低于6.7 K的有序态是一个倾斜的反铁磁体，由大的反铁磁$ac$ -组件和较小的铁磁$b$ -组件。通过第一性原理计算和线性自旋波分析，我们提出了一个简单的非均匀最近邻交换作用的自旋哈密顿量，得到了一个具有单离子各向异性的自旋三聚体耦合体系，该体系可以定性地再现Cu_{2}（OD）_3Cl的自旋动力学.
2008-06-04 cond-mat.str-el
Effects of Dzyaloshinskii-Moriya interactions in volborthite: Magnetic orders and thermal Hall effect
Volborthite提供了一个有趣的例子，一个高度受挫的量子磁体，其中铁磁和反铁磁相互作用在各向异性的戈薇晶格上竞争。最近的密度泛函理论计算提供了一个基于耦合三聚体的磁性模型，这与实验观察到的宽的1/3磁化平台是一致的。在这里，我们研究的Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）的相互作用在伏硼硫石的影响。我们推导出一个有效的模型，其中出现在三聚体上的赝自旋1/2矩形成各向异性三角晶格的网络。使用有效的模型，我们表明，对于一个磁场垂直于kagome层，磁振子激发从1/3平台感到由于DM相互作用的Berry曲率，从而引起热霍尔效应。我们的磁振子玻色气体理论可以解释实验测量的磁化强度和霍尔热导率的定性特征。与实验的进一步定量比较对有效模型中的耦合常数提出了限制，促进了准一维图像。在此基础上，利用有效场论分析了低温磁相图，指出了磁场方向对低温磁相图的重要影响。
2020-02-29 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Anomalous Magnetic Behavior in Ba2CoO4 with Isolated CoO4 Tetrahedra
给定材料的电子和磁性结构的维度通常由其晶体结构预先确定。在这里，使用弹性和非弹性中子散射结合磁化测量，我们发现不寻常的磁性行为在三维（3D）Ba 2CoO 4。尽管存在孤立的CoO 4四面体，但该体系在基态表现出3D非共线反铁磁有序，居里-外斯温度为110 K，而TN = 26 K。更出乎意料的是，自旋动力学显示准2D自旋波色散与一个异常大的自旋间隙，和1D磁弹性耦合。我们的研究结果表明，Ba 2CoO 4是一个独特的系统，探索孤立的多面体，低维磁性，和新的自旋态氧化物之间的相互作用。
2019-03-06 cond-mat.str-el
XXZ and Ising Spins on the Triangular Kagome Lattice
最近制造的二维磁性材料Cu 9 X 2（cpa）6·xH 2 O（cpa=2-羧基戊烯酸; X=F、Cl、Br）具有形成三角形kagome晶格（TKL）的铜位点，该三角形kagome晶格（TKL）通过在每个kagome三角形（"b-三聚体“）内部引入小三角形（" a-三聚体"）而形成。我们表明，在极限的自旋驻留在b-三聚体有伊辛字符，XXZ自旋驻留在a-三聚体的量子涨落可以完全占在没有外加电场。这是通过一个映射到戈薇伊辛模型，精确的解析解存在。我们导出了XXZ-伊辛模型的完整的有限温度相图，包括七个基态相的剩余零温度熵。而纯伊辛TKL模型的无序（自旋液体）基态的宏观剩余熵ln 72 =4.2767.对于每个晶胞，相邻$a$ -自旋之间的横向（量子）耦合的引入将该熵减小到2.5258.每单位细胞。在外加磁场的情况下，我们将TKL XXZ-伊辛模型映射到具有三自旋相互作用的kagome伊辛模型，并导出了基态相图。一个小的（甚至是无穷小的）场会导致一个新的相，对应于戈薇晶格上的一个不相交的回路气体，熵为1.4053。每个单位单元的平均磁化强度和每个位置的0.12（1）的b-自旋。此外，我们还发现，在适当的外加磁场下，存在一个临界自旋液相，它映射为蜂窝晶格上的密排二聚体，即使α自旋处于Heisenberg极限，它仍然存在.
2008-05-16 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Tracking the evolution from isolated dimers to many-body entanglement in NaLu$_x$Yb$_{1-x}$Se$_2$
我们合成NaLu $_x$ Yb $_{1-x}$ Se $_2$的均匀组合物，将非磁性NaLuSe $_2$连接到三角晶格自旋液体候选物NaYbSe $_2$。热性能和磁性能的研究系统从一个与稀磁缺陷的一个致密的磁晶格的演变。场和温度依赖的热容显示了从孤立的磁性离子到自旋二聚体产生的相关晶格的熵交叉载流子。对于稀体系，我们估计了单离子各向异性$(g_\perp/g_\parallel =3.13)$以及二聚体交换耦合$J_\parallel(=5.4$ ~K）和$J_\perp(=9.6$ ~K），以便与半掺杂和全磁性化合物进行比较。
2022-03-30 cond-mat.str-el
Antiferromagnetic order and consequences on the transport properties of Ba$_{4}$Ru$_{3}$O$_{10}$
合成了Ba $_{4}$ Ru $_{3}$ O $_{10}$，其中Ru $_{3}$ O $_{12}$三聚体连接在一起形成格子状二维骨架，并在300 ~ 2 K范围内研究了其结构、磁性和输运性质.在$T_N \sim 105$ K的顺磁到反铁磁的转变证明的磁化率曲线上的传输测量中的电子本地化的增加相吻合。热电功率和霍尔系数测量都表现出显着的变化，在$T_N$，费米能级附近的带结构的重建的特点。在该化合物的TN处未观察到明显的结构变化。在$T_N$下面的中子粉末衍射图上的磁散射信号很弱，但可以尝试用三聚体两端自旋的反铁磁有序来建模，更对称的Ru位置的自旋保持空闲。在Ru $^{4+}$位的晶场和强自旋轨道耦合似乎是理解Ba $_{4}$ Ru $_{3}$ O $_{10}$磁状态的关键参数。
2023-03-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic structure of hexagonal YMnO3 and LuMnO3 from a microscopic point of view
这项工作的目的是解开一个基本的微观图片背后复杂的磁性六方锰氧化物。为了这些目的，我们考虑两个特征化合物：YMnO 3和LuMnO 3，它们在基态形成不同的磁性结构。首先，我们建立了一个描述YMnO_3和LuMnO_3的Mn 3d能带行为的电子低能模型，并通过第一性原理计算导出了该模型的参数。从该模型的解，我们得出结论，尽管在六方晶格中存在很强的阻挫效应，但相对论自旋轨道相互作用提升了磁性基态的简并度，从而使实验观测到的磁性结构被低能模型成功地再现.然后，我们分析这一结果的原子间的磁相互作用，这是使用不同的近似计算（从模型哈密顿量以及直接从局域自旋密度近似的第一原理电子结构计算）。我们认为，YMnO 3和LuMnO 3倾向于形成不同的磁结构的主要原因是有关的单离子各向异性的行为，这反映了晶格畸变的方向依赖性：即，膨胀和收缩的Mn-三聚体，这发生在YMnO 3和LuMnO 3，分别。另一方面，六方晶面之间的磁耦合由次近邻相互作用控制，其对三聚化的方向不太敏感。最后，使用Berry相位形式主义，我们评估的铁电极化的磁态依赖性，并讨论后者在磁电开关现象的潜在应用。
2012-05-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Realizing Majorana zero mode with a stripe of \emph{ionized} and \emph{isolated} magnetic atoms on a \emph{layered} superconductor
有人提出，在超导体与螺旋磁体或超导体与铁磁体之间存在Rashba自旋-轨道耦合的线结，可以在线的两端产生Majorana零模（MZM）。然而，磁性原子和超导体之间需要强的磁交换耦合（约为超导体带宽的一半）才能获得MZM。在这里，我们设计的设备，以减少所需的磁交换耦合。在第一个方案中，我们覆盖了一个非常窄的$s$波超导线形成的单层膜或层状材料（如FeSe或FeSe单层SrTiO $_3$）与\emph{isolated}磁性原子。在我们的第二个方案中，我们在单层超导体或\emph{layered}超导体（如FeSe）上放置一条\emph{isolated}磁性\emph{ions}线。我们发现，在上述器件中，螺旋磁秩序将自发地发展，产生一个具有相当大的间隙（以上的父超导能隙的1/2）的一维$p$波拓扑超导体，即使是弱的磁交换耦合（小于1/10的带宽）。拓扑超导体在导线的端部具有MZM。
2019-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Experimental measurement of the isolated magnetic susceptibility
孤立的磁化率$χ_{\rm I}$可以定义为正则系综上的（非热力学）平均值，但尽管它经常在文献中讨论，但尚未明确测量。在这里，我们证明了一个明确的测量$χ_{\rm I}$在避免核电子能级交叉在一个稀释的自旋冰系统，含有分离良好的钬离子。我们表明，$χ_{\rm I}$量化的准经典自旋态在这些点的叠加，是一个直接的措施，状态并发和人口。
2021-02-23 cond-mat.other cond-mat.str-el quant-ph
