First-principles calculations and a model consideration of magnetically frustrated layered material PdCrO$_2$ are performed. The results on the exchange parameters are in agreement with the experimental data on the Curie-Weiss temperature ($θ$). We show that experimentally observed strong suppression of the Néel temperature ($T_N$) in comparison with the Curie-Weiss temperature is due to three main factors. First, as expected, this is connected with the layered structure and relatively small exchange interaction along the $c$ axis. Second, deformation of the ideal in-plane 120$^{\circ}$ magnetic structure is crucial to provide finite $T_N$ value. However, these two factors are still insufficient to explain low $T_N$ and the large frustration factor $|θ|/T_N$. Thus, we suggest a scenario of an exotic non-Fermi-liquid state in PdCrO$_2$ above $T_N$ within the frameworks of the Anderson lattice model, which seems to explain qualitatively all its main peculiarities.
Frustrated honeycomb-lattice bilayer quantum antiferromagnet in a magnetic field: Unconventional phase transitions in a two-dimensional isotropic Heisenberg model
Spin Waves and Quantum Criticality in the Frustrated XY Pyrochlore Antiferromagnet Er2Ti2O7
我们报告了Er $_2$ Ti $_2$ O $_7$的低温磁相图的详细测量结果。在晶体[110]方向施加磁场的条件下,单晶的热容和飞行时间中子散射研究揭示了非常规的低能态。Er $^{3+}$磁性离子驻留在Er $_2$ Ti $_2$ O $_7$中的烧绿石晶格上,其中局部XY各向异性和反铁磁相互作用产生独特的阻挫系统。在零场中,基态表现出共存的短和长程序,伴随着软集体自旋激发以前被认为是不存在的。有限磁场的应用通过非共线相位的景观连续地调谐基态,除以在$μ_0 H_c \sim$ 1.5 T的零温度相变。正如量子涨落驱动的二阶量子相变所预期的那样,自旋涨落的特征能量尺度在临界点消失。
Signature of spin liquid state in a frustrated 3D antiferromagnet
Indian Institute of Technology Madras(印度马德拉斯理工学院);ISIS Facility, Rutherford Appleton Laboratory(卢瑟福阿普尔顿实验室ISIS设施);R. B. College (A Constituent Unit of Lalit Narayan Mithila University, Darbhanga)(R.B.学院(拉尔·纳亚南·米提拉大学达班加 constituent unit));University of Johannesburg(约翰内斯堡大学);Laboratoire Léon Brillouin, CEA, CNRS, Université Paris-Saclay(莱昂·布里渊实验室,法国原子能和替代能源委员会,法国国家科学研究中心,巴黎萨克雷大学)
描述和探测自旋液体等非常规磁态是凝聚态物理中反复出现的话题。虽然传统上的大部分努力都是针对几何受挫的反铁磁体,但最近的研究表明,具有竞争性反铁磁和铁磁相互作用的系统也是有前途的候选材料。我们发现,这种竞争导致的特殊温度的概念,类似于气体,在竞争相互作用的平衡,系统是准理想的。虽然诱导弱微扰相互作用,这些特殊的温度是令人惊讶的高,并构成了一个可访问的实验诊断的最终秩序或自旋液体的性质。良好表征的哈密顿量和扩展的低温磁化率测量的正则阻挫铁磁体Dy $_2$ Ti $_2$ O $_7$使我们能够制定一个唯象和微观理论的特殊温度的磁铁。这类新磁体的其他成员包括钾镁矾Cu $_3$ Zn(OH)$_6$ Cl $_2$和尖晶石GeCo $_2$ O $_4$。
Localized-itinerant dichotomy and unconventional magnetism in SrRu$_2$O$_6$
电子关联倾向于产生局部磁矩,如果晶格不太受挫折,这些磁矩通常是有序的。六方晶系化合物SrRu $_2$ O $_6$具有相对高的Neel温度,但局部磁矩较小,这似乎与$t_{2g}^3$构型中Ru $^{5+}$的标称价态不一致。本文采用密度泛函理论(DFT)结合动态平均场理论(DMFT)研究了SrRu $_2$ O $_6$的电子性质。我们发现,Ru $d$和O $p$状态之间的强杂化导致Ru价更接近$+4$,导致小有序矩$\sim1.2μ_B$。虽然这是一致的DFT预测,相关效应被发现发挥重要作用。在整个温度范围内,Ru原子的局部磁矩为有限的$\sim2.3μ_B$.由于较低的对称性,$t_{2g}$流形被分裂,准粒子重量在$a_{1g}$态中被重正化,而在$e_g'$态中的重正化大约弱2- 3倍。我们的理论Neel温度$\sim700$ ~K与实验观测值相当吻合。SrRu $_2$ O $_6$是一个独特的系统,其中本地化和巡回电子共存,接近轨道选择性莫特跃迁内的$t_{2g}$部门。
Magnetization of electronic ground states in frustrated superstable graphs
The Hamburg Centre for Ultrafast Imaging(汉堡超快成像中心);Universität Hamburg(汉堡大学);Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter(物质结构与动力学马克斯·普朗克研究所);Departamento de Física, Universidad de Los Andes(安第斯大学物理系);Center for Computational Quantum Physics, Flatiron Institute(平顿研究院计算量子物理中心);Clarendon Laboratory, University of Oxford(牛津大学克拉伦登实验室)
Coexistence of static order and spin dynamics in an S = 5/2 frustrated triangular antiferromagnet
Indian Institute of Technology Madras(马德拉斯理工学院);Jožef Stefan Institute(约热·斯特凡研究所);University of Ljubljana(卢布尔雅那大学);ISIS Neutron and Muon Source, Rutherford Appleton Laboratory(卢瑟福阿普尔顿实验室 ISIS 中子与缪子源);R. B. College (A Constituent Unit of Lalit Narayan Mithila University, Darbhanga)(R.B.学院(拉尔纳拉扬·米提拉大学达布汉加附属单位))
Spin-orbit-entangled $J_{\rm eff}=\frac{1}{2}$ magnetism and unconventional spin freezing in the bond-disordered pyrochlore antiferromagnet NaCdCo$_2$F$_7$
Charles University(查理大学);Japan Atomic Energy Agency(日本原子能机构);ALBA Synchrotron Light Source(阿尔巴同步辐射光源);ISIS Neutron and Muon Source, Rutherford Appleton Laboratory, Science and Technology Facilities Council(ISIS中子与μ子源,卢瑟福阿普顿实验室,科学与技术设施委员会);Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)(德累斯顿-罗斯多夫赫尔霍兹中心)
Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);Flatiron Institute(平顿研究所);University of British Columbia(不列颠哥伦比亚大学);Canadian Light Source, Inc.(加拿大光源公司);Lund University(隆德大学);Brookhaven National Laboratory(布鲁克海文国家实验室);Lawrence Berkeley National Laboratory(劳伦斯伯克利国家实验室);Max Planck Institute for Solid State Research(马克斯·普朗克固态研究所);Universität Würzburg(维尔茨堡大学);Ludwig- Maximilians-Universität München(慕尼黑路德维希-马克西米利安大学);Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)(慕尼黑量子科学与技术中心);Université Paris-Saclay(巴黎萨克雷大学);CNRS(法国国家科学研究中心);CEA(法国原子能和替代能源委员会);Institut de Physique Théorique(理论物理研究所);University of Tokyo(东京大学);University of Stuttgart(斯图加特大学);Collège de France(法兰西公学院);Université PSL(巴黎文理研究大学);Ecole Polytechnique(巴黎综合理工学院);IP Paris(巴黎理工学院);Université de Genève(日内瓦大学)
Electronic structure of the frustrated diamond lattice magnet NiRh$_2$O$_4$
$A$位尖晶石NiRh $_2$ O $_4$是自旋为1的金刚石晶格磁体的唯一已知实现,并且被预测为由受抑最近邻和次最近邻交换以及轨道简并驱动的非常规磁性现象。以前的工作没有发现磁秩序的迹象,但发现了一个缺口色散磁激发表明可能的价键磁基态。然而,许多竞争的低能量自由度和有限的经验微观约束的存在使进一步的分析复杂化。在这里,我们进行共振非弹性X射线散射(RIXS)和X射线吸收光谱(XAS)来表征的局部电子结构的NiRh $_2$ O $_4$。的RIXS数据可以部分地描述由四面体配位的镍$^{2+}$的单离子模型,并表示一个tetrandom畸变$Δt_2\!=\!70$毫电子伏,分裂的$t_2$轨道成一个高能量的轨道单线态和较低能量的轨道双峰。我们确定的RIXS光谱的特点是一致的铑-镍两个网站的激发表明强金属-金属杂化介导的氧在NiRh $_2$ O $_4$。我们还确定了电子-声子耦合的签名,通过外观的声子边带,衣服的晶体场激发。这些结果建立了NiRh $_2$ O $_4$的磁性相关的关键能量尺度,并进一步表明,共价性和晶格动力学在控制$A$位尖晶石的磁性基态中起着至关重要的作用。
Spin-singlet dimer phase in a frustrated square lattice under a magnetic field
Instituto de Física - Universidade Federal de Mato Grosso do Sul(南马托格罗索联邦大学物理研究所);Departamento de Física - Universidade Federal de Santa Maria(圣玛丽亚联邦大学物理系)
Rich unconventional Hall effects in a single quasi-kagome Kondo Weyl semimetal candidate Ce$_3$TiSb$_5$
Wuhan National High Magnetic Field Center(武汉国家强磁场中心);School of Physics, Huazhong University of Science and Technology(华中科技大学物理学院);School of Science, Changzhou Institute of Technology(常州工学院理学院);School of Physics, Zhejiang University(浙江大学物理学院);School of Physics and Hangzhou Key Laboratory of Quantum Matter, Hangzhou Normal University(杭州师范大学物理学院杭州量子物质重点实验室);School of Physics and Optoelectronics Engineering, Anhui University(安徽大学物理与光电工程学院)