Pressure-induced charge orders and their coupling to magnetism in hexagonal multiferroic LuFe2O4
六方晶系LuFe_2 O_4是一种具有高电荷和自旋有序温度的CO驱动的多铁性材料。Fe 3 +/Fe 2+位置上电荷和自旋序的共存导致了新颖的磁电行为,但电荷和自旋序之间的耦合机制仍不清楚。在这里,通过调节外压,我们揭示了三个相关的自旋电荷有序相LuFe 2 O 4:i)一个中心对称的无公度三维CO亚铁磁性,ii)一个非中心对称的无公度准二维CO亚铁磁性,和iii)一个中心对称的公度CO反铁磁性。结合密度泛函理论计算的X射线单晶衍射和X射线磁性圆二色性测量结果表明,在受抑双层[Fe 2 O 4]团簇中,压力诱导压缩引起的电荷密度重新分布是导致相关自旋-电荷相变的原因. Fe-Fe键间的有效库仑作用使(1/3,1/3)阻挫CO转变为阻挫较小的(1/4,1/4)CO,从而引起亚铁磁到反铁磁的转变。我们的结果不仅阐明了LuFe 2 O 4中电荷、自旋和晶格自由度之间的耦合机制,而且提供了一种新的方法来以高度可控的方式调节自旋-电荷有序。
2021-12-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable magnetism of a hexagonal Anderson droplet on the triangular lattice
受量子工程近藤晶格的最新进展的启发,我们数值研究了由周期性排列在三角形晶格上的多个磁性原子环组成的六边形Anderson液滴的局部磁性。我们证明了通过它们的演变与液滴的几何形状的两种类型的系统具有不同的局部轨道占有率的磁性的可调性。我们发现,某些类型的液滴的液滴中心的局部磁化率可以显着增强,而不是传统的快速下降,由于周围的液滴环的自旋相关性。磁性能的可调谐性归因于电荷重新分布与不同的液滴的几何形状所执行的有限的晶格与开放的边界。我们的模拟补充了工程晶格系统的新型人工可调性的探索。
2019-07-19 cond-mat.str-el
Structural phase transition and magnetism in hexagonal srmno
采用磁化强度测量、电子衍射、高分辨同步辐射X射线和中子粉末衍射相结合的方法,研究了六方四层结构SrMnO $_3$的结构和磁性。在350 K以下,存在从六方对称(空间群$P6_3/mmc$)到正交对称(空间群$C222_1$)的微妙结构相变,其中六方度规被保留。二级相变涉及由2个面共享MnO $_6$八面体组成的角共享Mn $_{2}$ O $_{9}$单元的轻微倾斜和Sr $^{2+}$阳离子的相关位移。的相变描述的高对称相位的自适应位移模式。在进一步冷却时,具有传播矢量$\mathbf{k}=(0,0,0)$的长程磁序在低于300 K时设置。的反铁磁结构,使用表象理论分析,显示出显着降低的磁矩,表明Mn $_{2}$ O $_{9}$单元的Mn中心之间的直接交换发挥了至关重要的作用。
2006-09-11 cond-mat.str-el
Axial and polar magnetism in hexagonal YMnO3
本研究通过分析六方YMnO3的衍射数据,提出用Dirac多极子研究P63'cm'对称性中的极性磁性,以解决磁对称性争议并指导未来实验。
2023-05-09 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
Phase transitions and rare-earth magnetism in hexagonal and orthorhombic DyMnO$_{3}$ single crystals
采用不同生长气氛的浮区法,选择性地生长了六方或正交DyMnO $_{3}$单晶。晶体的特征在于通过X-射线粉末衍射的地面标本和结构细化以及电子衍射。我们报告的磁化率,磁化强度,和比热的研究,这种多铁性化合物的六方和正交结构。六方DyMnO $_{3}$显示了在$T^{\mathrm {Mn}}_{N}$ = 57 K下在三角形Mn晶格上Mn $^{3+}$(S =2)自旋的磁有序性,其特征在于在比热中具有尖点。由于Mn三角晶格上的阻挫和Dy $^{3+}$(S=9/2)自旋的主导顺磁磁化率,这种转变在磁化率中不明显。在$T^{\mathrm {Dy}}_{N}$ = 3 K时,观察到Dy磁矩的部分反铁磁序.相比之下,正交DyMnO $_{3}$的磁性数据显示三个转变。的数据广泛同意从早期的中子衍射实验的结果,它允许以下分配:过渡从一个不相称的反铁磁有序的Mn $^{3+}$自旋在$T^{\mathrm {Mn}}_N$ = 39 K,一个{ \textit{lock--in} }过渡在$T_{\mathrm {lock-in}}$ = 16 K和第二个反铁磁过渡在$T^{\mathrm {Dy}}_N$ = 5 K由于Dy矩的顺序。六方晶系和正交晶系的晶体都表现出磁各向异性和复杂的磁性,由于4 $f-4f$和4 $f-3d$耦合。
2009-02-22 cond-mat.str-el
Direct determination of the zero-field splitting for Fe$^{3+}$ ion in a synthetic polymorph of the oxalate mineral stepanovite NaMgFe(C$_2$O$_4$)$_3\cdot$9H$_2$O: a natural MOF
采用非弹性中子散射(INS)、比热和磁化强度分析方法研究了准二维天然金属有机骨架材料--透辉石NaMgFe(C $_2$ O $_4$)$_3\cdot$ 9 H $_2$ O的磁性。在0.5K以下,没有观测到长程磁序。INS谱在基温下能量转移为0.028(1)和0.050(1)meV处出现了两个无色散激发,它们是由Fe $^{3+}$离子的PDMATHBMP = 5/2基态多重态的零场分裂之间的磁跃迁产生的。对INS结果的进一步分析表明,Fe离子$^{3+}$具有易轴各向异性,轴向各向异性参数$D$ = $-$ = 0.0128(5)meV,菱形参数$E$ = 0.0014(5)meV。低温磁比热在零场下的向上行为和磁场下的类肖特基峰进一步支持了INS的结果。我们的研究结果清楚地揭示了磁地面和激发态的这种stepanovite多晶型。
2021-06-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-Lattice Coupling and Frustrated Magnetism in Fe-doped Hexagonal LuMnO3
报道了在50 $\%$铁掺杂阻挫六方晶系($h$)LuMnO $_3$中观察到的强自旋-晶格耦合和显著的阻挫效应。在磁化强度数据中观察到在$T_{\mathrm N} \approx$ 112 K处的Néel跃迁和在$T_{\mathrm {SR}} \approx$ 55 K处的自旋重取向跃迁。根据中子粉末衍射数据,在极性$P6_3cm$空间群中,对300 K及以下的核结构进行了精细化. LuMnO $_3$的磁结构属于$Γ_4$($P6'_3c'm$)表示,而LuFe $_{0.5}$ Mn $_{0.5}$ O $_3$的磁结构属于$Γ_1$($P6_3cm$),这由$\mathbf{(100)}$反射的强强度以及自旋-晶格耦合的存在来支持。Lu和Mn/Fe的精细原子位置指示在$T_{\mathrm N}$和$T_{\mathrm {SR}}$处的显著原子位移,这证实了强的自旋-晶格耦合。我们的研究结果补充了发现的室温多铁性薄膜中的$h$ LuFeO $_3$,并将推动研究LuFe $_{1-x}$ Mn $_x$ O $_3$系统作为潜在的多铁性,其中电极化与巨原子位移。
2015-12-23 cond-mat.str-el
Possibility of Emergence of Chiral Magnetic Soliton in Hexagonal Metal Formate [NH4][M(HCOO)3] with M2+ = Mn, Fe, Co, and Ni and KCo(HCOO)3
根据晶体结构数据研究手征磁孤子,无论从理论上还是从技术上都具有重要意义。潜在的手征磁孤子-六方金属甲酸盐[NH 4][M(HCOO)3],其中M2+ = Mn,Fe,Co,Ni和KCo(HCOO)3含有与螺旋间相互作用竞争的主要左手手征反铁磁螺旋。在结构数据的基础上,计算了金属甲酸盐中最近邻和长程邻之间的磁相互作用的符号和强度。这些化合物的磁结构与手性磁孤子Cr 1/3 NbS 2的磁结构相似。亚稳态多晶型物KCo(HCOO)3的晶体手性极化与磁结构之间的相互关系已得到证实。
2016-07-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain-Induced Extrinsic High-Temperature Ferromagnetism in the Fe-Doped Hexagonal Barium Titanate
稀磁半导体材料在高温下具有固有的静磁性,是一类在自旋电子学和磁光学领域具有很大应用潜力的多功能材料。在六方铁掺杂稀磁氧化物,6 H-BaTiO $_{3-δ}$,室温铁磁性先前已被报道。铁磁性被广泛认为是这种材料的固有特性,尽管它对掺杂浓度和加工条件有着不同寻常的依赖性。然而,这里报道的组合体磁化和互补的深入本地探测电子自旋共振和μ子自旋弛豫测量,挑战这一猜想。虽然铁磁转变发生在700 K左右,它只在另外退火的样品,并伴随着一个非常小的平均值的有序磁矩。此外,在较低的温度下检测到几个额外的磁不稳定性。这些与Fe掺杂的3C-BaTiO $_{3-δ}$伪立方多晶型物的电子不稳定性相一致。此外,发现具有冻结磁矩的铁掺杂剂的分布是不均匀的。我们的研究结果表明,复杂的静态磁性的六方相是不是内在的,而是源于稀疏的应变诱导的伪立方区域。我们指出了内部应变在建立缺陷铁磁性的竞争结构相的系统中的重要作用。
2015-01-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phase separation and frustrated square lattice magnetism of Na1.5VOPO4F0.5
报道了自旋为1/2的量子磁体Na_(1.5)VOPO_(4F)_(0.5)的晶体结构、电子结构和磁性。Na原子的无序导致了一系列结构相变,这些结构相变由同步辐射X射线粉末衍射和电子衍射揭示。在500 K的高温二级α<-->-β转变是有序-无序型的,而<-->在250 K附近的低温β-γ + γ '转变是一级的,并导致向具有Na的长程(γ)和短程(γ')有序的多晶型物的相分离。尽管复杂的结构变化,磁行为的Na1.5VOPO4F0.5探测磁化率,热容,和电子自旋共振测量是很好地描述了由定期受挫的正方形晶格模型的高温α-多晶型。平均最近邻和次最近邻耦合分别为J1 ~-3.7K和J2 ~ 6.6K。核磁共振进一步揭示了在低磁场中TN = 2.6 K以下的长程有序。虽然实验数据与简化的正方形晶格描述一致,但能带结构计算表明,Na原子的有序化引入了大量的不等价交换耦合,这些耦合将正方形晶格分裂成格片。此外,钒多面体之间的直接连接诱导了异常强的层间耦合,对比热的跃迁熵和跃迁异常产生影响。的低温晶体结构和同构材料的关系的特殊功能,建议Na 1.5VOPO4F0.5作为母体化合物的四聚正方形晶格的实验研究,以及沮丧的正方形晶格与不同值的自旋。
2011-04-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Mixed Magnetism for Refrigeration and Energy Conversion
磁性材料中晶格自由度和自旋自由度之间的有效耦合可以用于制冷和能量转换。这种耦合在表现出巨磁热效应的材料中得到增强。第一性原理电子结构计算揭示了六方晶系MnFe(P,Si)磁性的一种新形式:交替原子层中强磁性和弱磁性共存。Fe层的弱磁性(在居里温度下局部磁矩的消失)导致与晶格的强耦合,而相邻Mn层中的强磁性确保居里温度足够高以使得能够在室温和高于室温下操作。改变这些磁性亚晶格上的组成给出了调整工作温度并实现强烈降低不期望的热滞后的手柄。通过这种方式,我们设计了基于大量可用元素的新型材料,这些元素具有与高效制冷或能量转换循环的要求相匹配的特性。
2012-05-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pressure Evolution of Magnetism in URhGa
在本文中,我们报告的5 f-电子铁磁体URhGa的环境和高压研究的结果。这项工作的重点是测量的磁性和热力学性质的单晶样品和建设的p-T相图。采用金刚石对顶砧测量了高达~ 9 GPa的磁化强度和电阻率压力。常压下,在居里温度TC = 41 K以下,铀的磁矩μU ~ 1.1 μB(2 K)沿六方晶体结构的c轴排列,表现出共线铁磁有序。当压力达到5GPa时,有序化温度TC开始升高,而饱和磁矩略有降低。相当意外的演变是在UTX家族化合物的背景下。
2018-06-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Structural distortion and incommensurate noncollinear magnetism in EuAg4As2
层状磷属元素化合物材料为研究超导电性、磁性、电荷密度波等各种涌现现象提供了一个富有成效的平台。本文报道了层状磷属元素化合物EuAg $_4$ As $_2$通过输运、磁化、单晶X射线和中子衍射数据观察到的结构畸变和非共线磁性。EuAgPDMATHABMM As $_2$单晶在120 K时出现结构畸变,出现传播矢量分别为$q_1=\pm$(0,0.25,0.5)和$q_2=\pm$(0.25,0,1)的两组超晶格峰。在9 K至15 K之间,六方Eu $^{2+}$子晶格进入非钉扎状态,磁布拉格反射被描绘为圆形扇区。低于9 K,它命令在一个无公度的非共线反铁磁状态与一个定义良好的传播波矢量(0,0.1,0.12),其中的磁性结构是螺旋沿$c$轴和摆线沿$b$轴与6.4 $μ_B$ /Eu $^{2+}$的时刻。此外,EuAg $_4$ As $_2$在磁场作用下具有丰富的磁相,较大的磁电阻,以及载流子与磁性的强耦合.
2020-06-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hexagonal phase stabilization and magnetic orders of multiferroic Lu$_{1-x}$Sc$_x$FeO$_3$
由于其室温多铁性引起了人们的广泛关注,掺杂LuFeO $_3$引起了人们的广泛关注。由于六方相的不稳定性,大多数的实验研究集中在LuFeO $_3$薄膜,可以通过使用适当的衬底应变稳定。在这里,我们报告的六方相稳定,磁性和磁电耦合的散装LuFeO $_3$部分Sc取代的Lu。首先,我们的第一性原理计算表明,六方结构可以通过部分Sc取代来稳定,而多铁性,包括非共线磁序和几何铁电性保持稳健的不受影响。因此,Lu $_{1-x}$ Sc $_x$ FeO $_3$可作为检查块状形式的LuFeO $_3$和相关材料的多铁性的平台。第二,大块Lu $_{1-x}$ Sc $_x$ FeO $_3$的磁性表征表明,在室温以上,$\sim425-445$ K的磁异常(可能的反铁磁有序),其次是在低温下的磁转变($\sim167-172$ K)。此外,在低温区观察到磁电响应。我们的研究为六方晶系$R$ FeO $_3$及相关体系的多铁性物理提供了有用的信息。
2016-02-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Mutual induction of magnetic 3d and 4f order in multiferroic hexagonal ErMnO3
通过磁化强度、光学二次谐波产生和中子衍射测量研究了六方晶系ErMnO 3中3d和4f磁矩之间的复杂相互作用。我们修改了相图,并提供了一个微观模型的新兴自旋结构,特别关注的中间相变。我们的测量结果表明,在10 K < T < T_N处,Mn^3+离子之间的3d交换主导了磁对称性,其中根据Gamma_4表示,Mn^3+有序触发了根据Er^{3+}(4 b)位点上相同表示的4f有序。低于10 K时,磁序由Er^{3+}离子在2a位上的4f交换相互作用决定。Er^{3+}(2a)磁序表示为Gamma_2,在Er^{3+}(4 b)和Mn^{3+}位引起磁重取向(Gamma_4 --> Gamma_2)。我们的发现突出了Mn^{3+}、R^{3+}(2a)和R^{3+}(4 b)磁性在建立六方RMnO 3系统的磁相图中所起的根本不同的作用。
2012-08-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The bixbyite framework as a platform for frustrated noncollinear magnetism: resolving the magnetic ground state of $β$-Fe$_2$O$_3$
Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB-CSIC)(巴塞罗那材料科学研究所);Palacky University(帕拉茨基大学);Czech Advanced Technology and Research Institute(捷克先进技术与研究院);VSB-Technical University of Ostrava(俄斯特拉发理工大学);University of Pardubice(帕尔迪比采大学);CELLS-ALBA Synchrotron(CELLS-ALBA同步辐射光源)
利用中子和同步辐射X射线衍射研究$\beta$-Fe$_2$O$_3$的温度驱动磁相变,发现非共线反铁磁结构突然出现,具有高阻挫指数$f \simeq 7.6$,并揭示其独特的磁结构和潜在功能设计路径。
2026-08-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Cu2OSeO3 Turns Trigonal with Structural Transformation and Implications for Skyrmions
本研究发现Cu2OSeO3纳米颗粒中存在三方多晶型物,其R3m空间群与C3v对称性可能驱动从Bloch型到Neel型skyrmions的转变,为纳米尺度控制skyrmionic性质提供新途径。
2025-08-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Landau theory of topological defects in multiferroic hexagonal manganites
本研究采用参数由第一性原理计算确定的 Landau 理论,解释六方锰氧化物中结构、铁电与反铁磁拓扑缺陷的耦合机制及畴壁磁矩。
2012-04-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interplay of structure, magnetism, and magneto-thermal effects in Gadolinium-based intermetallic compound
本文研究了GdRhIn化合物的结构、磁性和磁热性质,发现其在16 K和34 K处存在两个磁转变,并测得70 kOe下等温磁熵变为10.3 J/Kg-K,表明该材料有望用于低温磁制冷。
2024-09-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Large anomalous Hall effect and \textit{A}-phase in hexagonal polar magnet Gd$_3$Ni$_8$Sn$_4$
本文在具有六方$C_{6v}$对称性的强关联极性磁体Gd$_3$Ni$_8$Sn$_4$中实验实现了大内禀反常霍尔效应与扩展的拓扑磁有序,证实了skyrmion $A$-相的稳定,并指出反常霍尔效应源于Berry曲率机制。
2024-11-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The effect of Al doping on the structure and magnetism in cobaltite CaBaCo4O7
本文报道了Al掺杂对CaBa(Co $_{1-x}$ Al $_{x}$)$_4$ O $_7$(0 $\leq$ x $\leq$ 0.25)的结构和磁性的影响。当Al含量超过$x =$ 0.1时,该体系表现出从正交对称到六方对称的结构转变。居里温度和磁化强度随Al掺杂量的增加而降低,表明亚铁磁基态逐渐被抑制。对于$x >$ 0.1,基态最终转变为自旋玻璃态。此外,短程磁关联,这发生在高温下在CaBaCo $_4$ O $_7$,被发现逐渐抑制随着Al含量的增加,并最终消失为$x =$ 0.25。通过与其他Co位掺杂情况的比较,我们认为CaBaCo $_4$ O $_7$的晶格和自旋自由度是相对解耦的.
2013-04-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Low-temperature heat transport and magnetic-structure transition of the hexagonal TmMnO_3 single crystals
本文研究了TmMnO_3单晶的低温热输运、磁化强度和比热,探讨了磁场诱导的磁结构转变。结果表明,低温热导率(κ)具有很强的磁场依赖性,可以用声子的磁散射来理解.此外,H \parallel c在3.5--4 T的κ(H)等温线中显示出强烈的“下沉”特征,这与Mn^{3+}矩的已知自旋重取向有关。H \parallel a没有这种现象,表明TmMnO_3的磁结构转变不能由面内场驱动。相比之下,TmMnO_3的磁热导率远大于YMnO_3,但小于HoMnO_3,表明稀土离子的磁性在六方锰氧化物的自旋-声子耦合中起着关键作用。
2012-11-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Local magnetism and magnetoelectric effect in HoMnO3 studied with muon-spin relaxation
我们提出的μ子自旋弛豫(muSR)测量六方晶系锰氧化物HoMnO 3的结果。在温度依赖的弛豫速率,λ的功能,与在76 K,38 K和34 K的磁转变。与Mn 3+矩的排序相关的最高温度转变对λ的影响最大。在低于T=50 K时施加E=10^4 Vm^-1的电场会导致λ的小幅降低,这表明在材料的有序状态下铁电畴壁和磁畴壁之间存在耦合。
2009-08-26 cond-mat.str-el
Frustration induced disordered magnetism in Ba3RuTi2O9
标题化合物Ba_3RuTi_2O_9具有六方晶胞。它含有多层边缘共享的Ru ~(4+)(S=1)离子三角形网络。磁化率chi(T)和热容数据表明,在1.8K以下没有长程磁有序。对chi(T)的Curie-Weiss(CW)拟合得到一个大的反铁磁CW温度θ_CW=-166K。而在低场下,在~ 30 K以下观察到零场冷却(ZFC)和场冷却(FC)χ(T)的分裂。我们的测量结果表明,Ba 3RuTi 2 O 9是一个高度受挫的系统,但在这个系统中只有一小部分的自旋进行转变到一个冻结的磁性状态低于~ 30 K。
2013-04-10 cond-mat.str-el
Anisotropic spin-glass-like and quasi-one-dimensional magnetic behaviour in an intermetallic compound, Tb2PdSi3
我们报告的温度依赖的交流磁化率($χ$)测量高品质的单晶Tb $_2$ PdSi $_3$,结晶在一个AlB $_2$衍生的六方结构。发现该化合物在高温下表现出准低维磁性,在低温($<$ 10 K)下表现出{ \it各向异性}自旋玻璃样行为,在ac $χ$(T)中具有异常大的峰值温度频率依赖性。因此,这种化合物在{ \it金属磁性}中呈现了一种新的情况,考虑到前一种现象通常只在绝缘体中遇到,而各向异性的自旋玻璃样行为,据我们所知,在化学计量的金属间化合物中还不为人所知。
2003-04-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Theory of moiré magnetism in twisted bilayer $α$-RuCl$_3$
结合第一性原理计算与原子尺度模拟,研究扭曲双层$α$-RuCl$_3$的摩尔磁性相图,揭示扭曲角和层间交换对基态畴结构的影响及磁挫败对量子涨落的增强作用。
2023-10-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Single crystal growths and magnetic properties of hexagonal polar semimetals RAuGe (R = Y, Gd-Tm, and Lu)
我们研究了稀土基半金属RAuGe(R = Y,Gd-Tm和Lu)的结构和磁性使用助熔剂生长的单晶。这些化合物属于非中心对称极性空间群P63 mc。我们确认在室温下的系统结构演化作为稀土离子半径的函数,以澄清两种极性结构之间的等值线交叉:三维LiGaGe型和准二维NdPtSb型。磁性显示出与晶体电场(CEF)理论合理一致的特征各向异性; R = Tb和Dy的易平面型各向异性变成R = Er和Tm的伊辛型各向异性。我们评估的CEF参数的基础上的史蒂文斯运营商合理地再现RAuGe(R = Tb-Tm)的磁化率和比热的温度依赖性。伊辛间隙(~ 11毫电子伏)在TmAuGe的估计的能量尺度是一致的非弹性中子散射实验中观察到的激发。这些发现表明,在磁性极性半金属RAuGe家族中,传导电子与非平凡的自旋结构之间存在相互作用的机会。
2023-01-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Structure and magnetism in $\rm LaCoO_3$
在相变温度$T_o\approx 35$ K附近,用高分辨X射线散射测量了含$H=0$的单晶$\rm LaCoO_3$(LCO)和含$800$的Oe以及含$H=0$的LCO块体粉末的六方晶格参数$c$与温度的关系。当与宽度为$8.5$ K的高斯函数卷积时,$c(T)$的变化由$T>T_o$的$T-T_o$中的幂律和$T<T_o$的温度无关常数很好地表征。在LCO中观察到的不寻常的磁性行为以及最近的广义梯度近似计算的背景下,这种行为进行了讨论。
2015-10-23 cond-mat.str-el
Origin of correlated diffuse scattering in the hexagonal manganites
该研究结合第一性原理计算与自旋动力学模拟,揭示六方多铁YMnO₃中宽温区方向性漫散射源于三角几何与强磁阻挫,为阻挫系统磁相变研究提供新认知。
2023-12-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Theory of doped Mott insulators: duality between pairing and magnetism
通过对任意二维晶格上的电子t-J模型进行玻色化,并对平均场以外的从粒子的规范涨落进行积分,得到了物理库珀对和自旋凝聚的理论.在相互Berry相位的意义上,它们是对偶的。在作为掺杂的2D莫特绝缘体范例的共振价键思想\cite{rvb}中,相互对偶性是缺失的关键。我们认为,高$T_c$现象学的基本方面找到自然的解决方案的理论。我们还提供了有趣的预测系统的六角晶格。
2003-06-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anisotropic Ru3+ 4d5 magnetism in the alpha-RuCl3 honeycomb system: susceptibility, specific heat and Zero field NMR
Hexononal α-Ru单晶表现出很强的磁各向异性,我们表明,当在蜂窝平面上施加高达14 T的磁场时,在T1 = 14 K和T2 = 8 K的连续磁序可以完全抑制,而在垂直方向上的磁序是稳健的。此外,chi(T)的场依赖性意味着Ru ^3+自旋的面内分量之间存在铁磁交换和反铁磁交换,而对于面外分量,强反铁磁交换变得明显。有序态的~(101)^Ru零场核磁共振证明了一种复杂的(可能是非共面手性的)长程磁性结构。在密度泛函计算中发现了Ru ^3+的大轨道矩。
2015-05-31 cond-mat.str-el
Low-temperature magnetic behaviour on the triangular lattice in hexagonal Ba$_3$Tb(BO$_3$)$_3$
该研究结合比热、PND、INS 与 $μ$SR 表征六方 Ba$_3$Tb(BO$_3$)$_3$,发现其三角晶格 Tb$^{3+}$ 体系至低温仍无长程磁有序,并通过点电荷模型揭示单重态基态与弱 XY 各向异性。
2025-01-28 cond-mat.str-el
Magnetism in graphene nano-islands
我们研究了纳米尺寸的石墨烯结构的磁性与三角形和六边形的锯齿形边缘终止的形状。我们讨论了岛的形状,属于两个石墨烯子晶格的原子数量的不平衡,零能态的存在,以及总的和局部的磁矩是如何密切相关的。我们考虑电子相互作用的平均场近似的单轨道哈伯德模型和密度泛函计算。这两种描述都给出了基态总自旋的值,$S$,与二分晶格的Lieb定理一致。三角形对于所有尺寸都具有有限的$S$,而六边形具有S=0,并且在$\approx 1.5$ nm的临界尺寸以上产生局部矩。
2007-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum interference assisted spin filtering in graphene nanoflakes
我们证明了具有锯齿形边缘的六边形石墨烯纳米片显示类似于苯分子结的量子干涉(QI)图案。与石墨烯片相反,这些纳米片也具有磁性。QI和磁性的协同效应使得自旋相关的量子干涉效应能够导致电流的几乎完全的自旋极化,并且在自旋电子学应用中具有巨大的潜力。我们从对称性的角度来理解QI的起源,这表明了这种效应的鲁棒性和普遍性。这也使我们能够设计一个具体的协议,通过打破石墨烯的亚晶格对称性,通过沉积在六方氮化硼上,为可切换的自旋过滤器铺平道路,来静电控制电流的自旋极化。这样的系统受益于石墨烯的所有非凡的导电性质,并且同时,它不需要任何外部磁场来选择自旋极化,因为磁性在纳米片的边缘自发出现。
2019-02-24 cond-mat.str-el
Effect of geometry on magnetism of Hund's metals: A case study with BaRuO$_3$
为了探索结构几何对相关金属性质的影响,我们研究了立方(3C)和六方(4 H)BaRuO $_3$的磁性.虽然BaRuO $_3$的3C变体在60 K以下是铁磁性的,但4 H相没有显示出任何长程磁序,然而,有实验证据表明短程反铁磁性相关。采用密度泛函理论和动力学平均场论计算相结合的计算工具,我们探讨了BaRuO $_3$在3C和4 H结构中的对比磁性的起源。我们的研究表明,RuO $_6$八面体在两个阶段的连接性的差异导致不同的Ru-O共价,这反过来又影响显着的强度屏蔽相互作用值的Hubbard $U$和Hund的规则$J$。利用估计的$U$和$J$值,3C相原来是铁磁金属,而4 H相显示顺磁行为,具有消失的有序矩。然而,这个顺磁相承担反铁磁相关的签名,证实了磁化率的计算。我们发现,4 H相被发现是在反铁磁长程序的边缘,它可以稳定后,屏蔽库仑参数$U$和$J$的轻微变化,开辟了实现一个罕见的反铁磁金属的例子的可能性。
2021-11-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Helical magnetism and structural anomalies in triangular lattice α-SrCr2O4
α-SrCr_2O_4是由CrO_6八面体组成的d_3Cr_3+三角形平面晶格,平面与六方对称相比有很小的正交畸变。Weiss温度为-596 K,三维磁有序温度为43 K,磁系统是准二维的和挫折。中子粉末衍射表明,有序态为无公度螺旋磁体,面内传播矢量k =(0,0.3217(8),0).温度相关的同步辐射粉末衍射表征的结构显示在低于100 K的冷却和在磁有序温度的细胞参数的拐点的平面间间距的增加。这些异常表明存在中等程度的磁结构耦合。
2011-02-15 cond-mat.str-el
Antiferromagnetic Mott insulating state in single crystals of the hexagonal lattice material Na2IrO3
我们合成了Na_2IrO_3单晶,并利用粉末X射线衍射(PXRD)、电阻率、等温磁化强度M与磁场H、磁化率χ与温度T以及热容C与温度T的关系研究了它们的结构、输运、磁性和热性质。Na_2IrO_3晶体为单斜\emph{C2/c}(No.15)型结构,由Na和NaIr_2O_6层沿c轴交替堆叠而成。χ(T)数据显示了在> 200 K的高温下的居里-外斯行为,有效磁矩μ_eff = 1.82(1)μ_B,表明Ir^4+磁矩上的有效自旋S_eff = 1/2。大的外斯温度θ=-116(3)K表明这些S_eff = 1/2,Ir^4+磁矩之间存在着大量的反铁磁相互作用。χ(T)和C(T)数据的尖锐异常表明,Na_2IrO_3在T_N = 15 K以下经历了向长程反铁磁有序态的转变. T_N处的磁熵仅为S_eff = 1/2矩序时的20%左右。约化熵和较小的T_N/θ \approx 0.13表明Na_2IrO_3中存在几何磁阻挫和/或低维磁相互作用。在平面电阻率测量显示绝缘行为。这与局域磁矩一起表明Na_2IrO_3是一种莫特绝缘体。
2010-06-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interplay between magnetism and charge instabilities in layered NbSe$_{2}$
采用基于密度泛函理论的从头计算方法,研究了层状六方结构NbSe $_{2}$的电子结构和磁性.在单层NbSe $_{2}$的情况下,它被发现,对于所有考虑的泛函,磁性解决方案是在能量低于非磁性解决方案。磁性基态是亚铁磁性的,在Nb原子处的磁矩为1.09 $μ_{B}$,在Se原子处的磁矩为0.05 $μ_{B}$,方向相反。我们的计算表明,单层NbSe $_{2}$不显示电荷密度波不稳定性,除非石墨烯层被认为是一个衬底。然后,我们发现了两种3 $\times$ 3电荷密度波,这是在我们的STM实验中观察到的。这表明NbSe $_{2}$中电荷不稳定性的驱动力在体和单层极限中不同。我们的工作使磁性在这种高度相关的二维材料中发挥作用,这对于理解二维超导性和电荷密度波序的形成机制至关重要。
2020-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-caloritronic transport in hexagonal graphene nanoflakes
我们研究了具有磁性边缘的石墨烯片在弹道机制下的自旋相关热电效应。采用静态,分别动态平均场论,我们首先表明,磁性出现在锯齿形边缘的库仑相互作用,显着增加,随着薄片尺寸的窗口。然后,我们使用的非平衡格林函数方法的框架中的朗道形式主义计算的自旋和电荷电流的磁性六角石墨烯薄片通过改变不同的薄片尺寸的结的温度。虽然在非磁性门控石墨烯的温度梯度驱动的电荷电流,我们观察到一个显着的自旋电流的六边形石墨烯片与磁性锯齿形边缘。具体而言,我们表明,在“Meta”配置的六方片弱库仑相互作用,纯自旋电流可以驱动只是由温度梯度的温度范围内,是有希望的设备应用。发现较大的薄片产生较大的库仑相互作用窗口,其中这种自旋电流是由磁性锯齿形边缘引起的,并且电流值较大。
2020-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Charge Density Waves and Coplanar Magnetism in Gd2PdSi3
金属间化合物Gd2PdSi3最近产生了很多兴奋后,报告说,它主机手性磁性纳米skyrmions尽管其中心对称的晶体结构。使用磁场相关的极化共振弹性X射线散射(REXS),我们发现比一个意想不到的无公度电荷密度波(CDW)出现以下的有序转变与波矢量等于的磁性织构。此外,我们发现这些无公度的磁性织构在Gd 2PdSi 3是高度各向异性的,与绝大多数的自旋调制躺在六角ab平面内。这种观察是不兼容的与以前建议的非共面的磁性纹理和共面的替代品进行了讨论。因此,我们的研究结果驳斥了所观察到的大的异常霍尔和能斯特效应在Gd 2PdSi 3所产生的拓扑非平凡的磁skyrmions的解释。
2021-01-11 cond-mat.str-el
Environmental Screening and Ligand-Field Effects to Magnetism in CrI$_3$ Monolayer
我们提出了一个详细的研究悬浮和介电嵌入CrI $_3$单分子膜的磁性的微观起源。为此,我们向下折叠两个不同的最小广义哈伯德模型与不同的轨道基组从\emph{ab initio}计算使用约束随机相位近似。在平均场近似下,我们表明,这些模型是能够描述的局部磁矩在CrI $_3$和再现完整的\emph{ab initio}计算的电子特性的形成。我们利用磁力定理来研究不同轨道流形之间的微观磁交换通道。我们发现了一个多轨道超交换机制作为起源的磁性在CrI $_3$有效的铁磁和反铁磁Cr-Cr $d$耦合通道,这是决定性的影响,由配体(I)$p$轨道之间的详细相互作用。我们展示了如何环境屏蔽,如导致从封装与六方氮化硼(hBN)的铬$_3$单层的影响库仑相互作用的膜,以及如何连续控制其磁性能。最近和次最近邻交换相互作用之间的非单调相互作用的驱动下,我们发现磁振子色散和居里温度是非平凡的环境介电屏蔽的影响。
2021-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic structure of the kagome metal YbFe6Ge6 in view of Bragg diffraction
本研究通过布拉格衍射技术,确定了kagome金属YbFe6Ge6的磁结构为P T对称共线反铁磁体,并揭示了其允许线性磁电效应而禁止Kerr旋转和压磁效应,为未来实验提供了对称性指导的衍射图谱。
2025-06-22 cond-mat.str-el
Anisotropic magnetism and Kondo-lattice behavior in the frustrated antiferromagnet Ce3MgBi5
Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室);Gdansk University of Technology(格但斯克理工大学)
通过单晶合成与物性表征,研究了Ce3MgBi5中几何受阻、磁各向异性和近藤晶格物理的相互作用,揭示了反铁磁序、场致变磁转变及近藤关联特征。
2026-05-27 cond-mat.str-el
Unraveling Spin Density Wave Order in Layered Nickelates $\mathrm{La_3Ni_2O_7}$ and $\mathrm{La_2PrNi_2O_7}$ via Neutron Diffraction
利用中子粉末衍射和缪子自旋旋转/弛豫技术解析了双层镍酸盐 La3Ni2O7 和 La2PrNi2O7 的自旋密度波磁结构,发现其层内交替磁矩条纹与层间反铁磁堆叠,为理解其超导配对机制提供了关键见解。
2025-03-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con