Orbital magnetization and its effect in antiferromagnets on the distorted fcc lattice
研究了扭曲面心立方晶格上反铁磁体的内禀轨道磁化强度。晶格畸变和自旋阻挫的结合导致了非平凡的$k$ -空间Chern不变量,从而对OM性质产生了深刻的影响。我们导出了OM与霍尔电导率之间的一个特定关系,根据这个关系,发现当电子化学势位于Mott隙中时,本征OM为零。本征OM在金属和绝缘区的不同行为示出。讨论了Berry相对热电输运的影响。
2007-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic diffuse scattering of the $S$ = 5/2 fcc antiferromagnets Ba$_2$MnTeO$_6$ and Ba$_2$MnWO$_6$
本研究利用极化中子和反向蒙特卡洛、Onsager反应场理论,分析两种S=5/2面心立方反铁磁体的短程自旋关联与磁相互作用,验证了Onsager方法的分析潜力。
2024-09-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
"Switching" of Magnetic Anisotropy in a fcc Antiferromagnet with Direction-Dependent Interactions
方向相关的各向异性交换是强自旋轨道耦合磁性系统的共同特征。在这里,我们研究了这种交换对宏观磁各向异性的面心立方模型的影响。通过几种理论技术,我们表明,无论是在顺磁相和有序相,磁各向异性引起的波动。此外,顺磁相和有序相的磁各向异性不同:在顺磁相中,磁化率沿$\langle111\rangle$方向最大,而有序相中的磁矩沿$\langle110\rangle$或$\langle100\rangle$方向取向。我们认为,这种“各向异性切换”可以是一个共同的特点,强自旋轨道耦合磁体。
2015-04-28 cond-mat.str-el
Impact of further-range exchange and cubic anisotropy on magnetic excitations in the fcc kagome antiferromagnet IrMn3
交换相互作用的第四个最近的邻居内的经典的本地矩海森堡的方法是重要的非弹性中子散射数据的fcc可果美反铁磁体IrMn $_3$模型。使用扭矩方程计算自旋波频率,并且通过格林函数方法确定磁散射函数$S({\bf Q},ω)$,作为我们先前工作的扩展,LeBlanc等人,Phys.Rev.B90,144403(2014)。结果进行了比较,有序IrMn $_3$,其中磁性Mn离子占据ABC堆叠戈薇平面的晶格位置的粉末样品上的强度等高线数据。交换参数的值从DFT计算在我们的模型中使用提供良好的协议与实验结果,只有当进一步的邻居交换。估计所观察到的能隙支持DFT计算预测的强立方各向异性的存在。
2018-07-17 cond-mat.str-el
Ground state selection by magnon interactions in the fcc antiferromagnet
本文研究了自旋为任意自旋S的面心立方晶格上最近邻海森堡反铁磁体。该模型表现出简并的经典基态,包括两个共线结构AF 1和AF 3所描述的不同的传播矢量的量子基态的主要候选人。我们使用自旋波理论,包括磁振子-磁振子相互作用在一个自洽的方式和数值耦合集群方法计算的能量作为S的函数的两个状态。我们的结果明确地表明,量子涨落稳定的AF 1状态的实际值的自旋。只有当S > 10时,才能过渡到预测AF 3态的谐波自旋波结果。我们还研究了作为自旋函数的两种状态的磁振子谱的量子重整化。
2022-06-24 cond-mat.str-el
Triplet and in-gap magnetic states in the ground state of the quantum frustrated FCC antiferromagnet Ba2YMoO6
几何阻挫双钙钛矿Ba 2 YMoO 6的特征在于量子S=1/2自旋在Mo 5+网站的未扭曲的面心立方(FCC)晶格。先前的低温表征揭示了静态长程磁序的情况下,并建议非磁性自旋单基态。我们报告了新的飞行时间和三轴中子谱的Ba 2 YMoO 6,显示了一个28 meV的自旋激发与带宽为~4 meV,消失以上~125 K。我们确定这是一个单重态基态的单重态-三重态激发,并进一步确定了一个较弱的连续磁状态内的差距,让人想起自旋极化子状态由于弱无序。
2011-08-23 cond-mat.str-el
Magnetic frustrations in the face centered cubic antiferromagnet NiS2
NiS2单晶的中子散射实验揭示了倒易晶格空间中强度分布的蜂窝图案(沿面心立方(fcc)区边界的连续线结构),提供了面心立方(fcc)晶格上几乎受抑反铁磁性(AF)的第一个直接证据。低于30.9 K时,晶格畸变会使磁基态的简并度升高,最终导致I型和II型AF长程有序共存,这两种有序在较高温度下的fcc对称性是互不相容的.
2001-04-13 cond-mat.str-el
Anisotropic exchange and non-collinear antiferromagnets on a noncentrosymmetric fcc structure as in the half-Heuslers
面心立方(fcc)反铁磁体作为几何阻挫系统的一个典型例子,其特征之一是该晶格上的经典最近邻和次最近邻海森堡(各向同性)模型的大基态简并度.特别是,共线态与非共线和非共面态退化:这种退化是偶然的,预计将被各向异性交换相互作用解除。在这项工作中,我们推导出非中心对称半赫斯勒化合物的空间群对称性所允许的最一般的最近和次最近邻交换模型,其中包括三个各向异性项:所谓的Kitaev、Gamma和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用--最值得注意的是,后者是由于这些材料中的反转对称性的破坏而允许的,并且先前没有在FCC晶格的背景下进行过研究。我们计算得到的相图,并显示不同的条款如何解除各向同性模型的基态简并,并强调寻找制度,其中多q(非共线/非共面)的状态选择各向异性。然后,我们讨论了量子涨落和耦合到一个磁场的基态选择的作用,并表明,这些影响可以稳定非共面(三q)状态。这些结果表明,一些半Heusler反铁磁体可能拥有罕见的非共线/非共面订单,这可能反过来解释了在这些半金属中检测到的不寻常的输运性质。
2022-03-21 cond-mat.str-el
Spin Gap and the Nature of the 4d3 Magnetic Ground State in the Frustrated FCC Antiferromagnet Ba2YRuO6
几何阻挫双钙钛矿Ba 2 YRuO 6具有磁性4d 3 Ru 5+离子装饰未变形的面心立方(FCC)晶格。该材料在T_N = 36 K以下表现出相当的长程反铁磁有序,比居里-外斯温度Theta_CW =-522K低15倍,而在T ~* = 47 K时表现出短程有序。我们报道了Ba_2YRuO_6的新的飞行时间中子能谱,表明在T_N = 36 K以下[100]磁有序波矢附近出现了5 meV的自旋能隙,并在T ~* = 47 K时发生了向长程序的转变。我们还报告自旋波扩展到14毫电子伏,一个令人惊讶的小带宽,在光的大Theta_CW。我们比较的自旋间隙和带宽的同构4D 1材料Ba 2 YMoO 6相关的中子研究,并讨论了结果的框架中相对较强的自旋轨道耦合预期在4D磁系统。
2013-07-09 cond-mat.str-el
Magnetic reordering in the vicinity of a ferromagnetic/antiferromagnetic interface
研究了铁磁体和反铁磁体界面附近的磁排列,特别是它与交换耦合和温度的关系。应用海森堡模型,sc(001)和fcc(001)晶格被认为是和解决的平均场近似。根据参数值的不同,出现了各种不同的磁配置。通常,具有较大有序温度的子系统将磁有序诱导到另一个子系统中(磁邻近效应)。随着温度的升高,磁子晶格的重取向。对于耦合sc(001)系统,FM和AFM薄膜都受到共线磁序的干扰,因此表现出类似的行为。这种对称性对于面心立方(001)膜是不存在的,在某些情况下,面心立方(001)膜可能表现出两个不同的临界温度。简单的双层系统的分析结果。
2005-07-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The frustrated FCC antiferromagnet Ba2YOsO6: structural characterization, magnetic properties and neutron scattering studies
本文报道了双钙钛矿结构BaPDMATHABMM YOSO $_6$的晶体结构、磁化强度和中子散射测量结果。在290 K和3.5 K下均为$Fm\overline{3}m$空间群,晶胞常数分别为$a_0 = 8.3541(4)$ ~和$8.3435(4)$ ~. Os $^{5+}$($5d^3$)离子占据非扭曲的几何阻挫面心立方(FCC)晶格。居里-外斯温度$θ= -772$ ~K表明存在大的反铁磁相互作用和高度的磁阻挫。磁化强度、Fisher热容量和弹性中子散射表明,在低于$T_{\rm N} \sim 69$ ~K时,存在向长程反铁磁有序的磁转变,其有序矩为1.65(6)~ $μ_B$.有序矩从预期的仅自旋值$\sim 3 μ_B$或在同构Ba $_2$ YRuO $_6$中适合于$4d^3$ Ru $^{5+}$的值2.2(1)~ $μ_B$大大降低,表明自旋轨道耦合(SOC)的作用。三轴中子散射测量的顺序参数建议一个额外的一级跃迁在$T = 67.45$ ~K,和存在的第二个有序状态。%飞行时间非弹性中子的结果表明,一个大的自旋间隙$Δ\sim 17$ ~meV,出乎意料的轨道淬火,$d^3$电子配置。我们讨论了这方面的$\sim 5$ ~meV的自旋间隙中观察到的相关Ru $^{5+}$,$4d^3$立方双钙钛矿Ba $_2$ YRuO $_6$,并属性$\sim 3$倍…
2014-10-02 cond-mat.str-el
Cubic symmetry and magnetic frustration on the $fcc$ spin lattice in K$_2$IrCl$_6$
立方晶体结构和规则的八面体环境的Ir $^{4+}$呈现反萤石型K $_2$ IrCl $_6$模型面心立方反铁磁体与海森堡和Kitaev交换相互作用的组合。高分辨率的同步辐射粉末衍射证实立方对称性下降到至少20 K,随着低能量旋转模式逐渐抑制冷却。利用热力学和输运测量,我们估算了$Δ\simeq 0.7$的电荷输运激活能eV,反铁磁居里-外斯温度$θ_{\rm CW}\simeq -43$ K,以及$H_s\simeq 87$ T的外推饱和场.用$U_{\rm eff}=2.2$ eV作为有效的库仑排斥参数,所有这些参数都能很好地再现\textit{ab initio}。$K\simeq 5$ K的反铁磁Kitaev交换项约为$J\simeq 13$ K的海森堡项的一半。虽然这种组合去除了大部分经典基态简并,但唯一磁性基态的选择还需要弱的第二近邻交换耦合$J_2\simeq 0.2$ K。我们的研究结果表明,K $_2$ IrCl $_6$可能提供最好的立方条件,Ir $^{4+}$和演示的相互作用的几何和交换挫折在一个高对称设置。
2019-04-29 cond-mat.str-el
Spin-orbit entangled j=1/2 moments in Ba$_2$CeIrO$_6$ -- a frustrated fcc quantum magnet
我们建立了双钙钛矿Ba $_2$ CeIrO $_6$作为一个接近理想的模型系统为j=1/2的时刻,与共振非弹性X射线散射表明从理想的立方j=1/2状态的偏差小于1%。局部的j=1/2的力矩形成fcc晶格,并发现反铁磁秩序在$T_N$ = 14 K,超过一个数量级低于居里-外斯温度。模型计算表明,几何挫折的面心立方海森堡反铁磁体的次近邻交换,从头计算理论表明,进一步增强。磁序是由键方向的Kitaev交换和通过强磁弹性效应的局部扭曲驱动的-这两种效应通常不适用于j=1/2的化合物,使Ba 2CeIrO 6成为自旋轨道纠缠莫特绝缘体丰富物理学的一个铆接例子。
2019-09-02 cond-mat.str-el
Spin waves in the AF state of the $t$-$t'$ Hubbard model on the fcc lattice: competing interactions, frustration, and instabilities
计算了面心立方晶格上受抑$t$哈伯德模型的III型有序反铁磁态的自旋波,研究了有限$U$诱导的竞争相互作用和受抑效应对磁激发和磁不稳定性的影响.由于面心立方晶格几何形状和磁序的相互作用而产生的特别强的竞争相互作用导致显著的自旋波软化。计算的自旋波色散被认为是在定性协议与测量的自旋波色散在黄铁矿矿物$\rm Mn S_2$从非弹性中子散射实验获得。不稳定性,其他磁订单(I型,II型,螺旋,非共线),作为信号的自旋波能量转负,也进行了讨论。
2016-08-25 cond-mat.str-el
Strong short-range magnetic order in a frustrated FCC lattice and its possible role in the iron structural transformation
我们研究面心立方(FCC)晶格和最近和次最近的邻居,J1和J2之间的交换相互作用的受挫海森堡反铁磁体的磁性。在与波矢Q =(pi,pi,pi)共线的相位下,得到了自洽自旋波理论中关于亚晶格磁化强度和平均短程序参量的方程,并进行了数值求解。得到了Neel温度T_N与J2/J1比值的关系。结果表明,在足够强的阻挫作用下,在T_N以上存在一个很宽的温度区,具有很强的短程磁序。应用这一结果来描述的结构相变之间的α和γ相的Fe被认为是。
2008-11-10 cond-mat.str-el
Dominant Kitaev interactions on the fcc lattice in iridate double perovskites La2BIrO6 (B=Mg, Zn)
利用中子非弹性散射实验研究了具有A型反铁磁基态的铱酸盐双钙钛矿La2ZnIrO6和La2MgIrO6的磁激发.的中子散射数据,这揭示了一个非常弱的色散带隙自旋波激发,被证明是很好地描述了占主导地位的Kitaev相互作用的模型哈密顿理论计算。我们令人惊讶的发现表明,与蜂窝材料相反,Kitaev相互作用通过复杂的磁序表现出来,即使是在某些几何挫折系统中的常规磁序也可能归功于非常规Kitaev交换。
2016-04-29 cond-mat.str-el
Classical Spin Spirals in Frustrated Magnets from Free-Fermion Band Topology
共面自旋螺旋的形成是许多阻挫磁体磁有序化中的一个常见模。对于经典的反铁磁体,几何挫折可以导致大量退化的螺旋基态流形,其传播矢量可以根据晶格几何形状由点(三角形)、线(面心立方)、表面(挫折金刚石)或完全平坦的带(烧绿石)来描述。在这里,我们证明了这些经典反铁磁体的螺旋流形与自由费米子能带结构的费米面的精确数学对应。我们提供了一个明确的晶格结构相关的挫折自旋模型相应的自由费米子紧束缚模型。这种对应关系的例子涉及120 $^\circ$阶的三角晶格反铁磁体的狄拉克节点结构的蜂窝紧束缚模型或螺旋线流形的fcc反铁磁体的狄拉克节点线的金刚石紧束缚模型。我们讨论了费米子系统的拓扑能带结构对相应的经典自旋系统的影响。
2017-05-11 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Monte Carlo simulations of magnetic ordering in the fcc Kagome lattice
采用蒙特卡罗模拟方法,研究了XY和Heisenberg模型下ABC堆叠Kagomé层中的磁有序性,其中考虑了与八个近邻的交换作用.众所周知的退化的2D系统坚持在3D的情况下和分析的数值数据提供了强有力的证据波动驱动的一阶过渡到定义良好的长程序的分层$q=0$(120度)的自旋结构。还研究了不同层间耦合的影响。结果是相关的理解的作用,挫折在IrMn $_3$合金广泛使用的磁存储行业的薄膜中的反铁磁钉扎层在GMR和TMR自旋阀。尽管这种结构的技术重要性,但以前没有注意到fcc IrMn $_3$的磁性Mn离子形成Kagomé层。
2012-01-24 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Spin-orbit coupled j=1/2 iridium moments on the geometrically frustrated fcc lattice
受La 2 ZnIrO 6和La 2 MgIrO 6双钙钛矿结构实验的启发,我们研究了三维几何阻挫面心立方晶格上自旋轨道耦合j=1/2铱磁矩的磁性.最大允许的最近邻相互作用包括Heisenberg,Kitaev和对称非对角交换。一个Luttinger-Tisza分析显示了丰富的各种订单,包括共线A型反铁磁性,条纹顺序与沿[111]方向的时刻,和无公度非共面螺旋,我们使用蒙特卡罗模拟,以确定其磁有序温度。我们认为,这些铱酸盐的现有热力学数据强调了占主导地位的Kitaev交换的存在,并且还提出了为什么La 2 ZnIrO 6表现出“弱”铁磁性而La 2 MgIrO 6却不表现出“弱”铁磁性的难题的解决方案。
2015-07-10 cond-mat.str-el
Na$_2$Ir$^\text{IV}$Cl$_6$: The Missing Member of the Perfectly Cubic Vacancy Ordered $A_2$IrCl$_6$ Family, Another Potential $J_{eff}$ = $\frac{1}{2}$ Ground State Candidate
Indian Association for the Cultivation of Science(印度科学文化研究所);Deutsches Elektronen–Synchrotron DESY(德国电子同步辐射中心);Christian-Albrechts-Universität zu Kiel(基尔大学)
首次合成无水立方Na$_2$IrCl$_6$单晶,其具有fcc反铁磁基态(转变温度1.91 K),填补了完美立方空位有序家族缺失成员,为研究强Kitaev相互作用和$J_{eff}$ = $\ rac{1}{2}$基态提供了新平台。
2026-10-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Two-Dimensional Magnetic Correlations and Partial Long-Range Order in Geometrically Frustrated Sr2YRuO6
双钙钛矿Sr 2 YRuO 6与准面心立方(FCC)晶格的Ru矩的中子衍射揭示了平面磁关联,凝聚成一个部分的长程有序态与耦合交替反铁磁(AFM)YRuO 4正方形层共存的短程相关低于T{N1}=32 K。观察到低于T{N2}=24 K的完全有序AFM态的第二次跃迁。这些观测结果归因于FCC反铁磁体中连续AFM正方形层之间的磁耦合的消除,特别是最简单的三维受抑磁体模型系统。在Sr 2 YRu_{1-x} Cu_{x} O 6中的非均匀超导性,在早期的工作中报道,可能是成核的磁无序YRu_{1-x} Cu_{x} O 4层与强自旋波动。
2012-08-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Highly-anisotropic exchange interactions of $j_{\rm eff}=1/2$ iridium moments on the fcc lattice in La$_2B$IrO$_6$ ($B$ $=$ Mg, Zn)
利用非弹性中子散射(INS)实验研究了具有A型反铁磁基态的面心立方(fcc)铱酸盐双钙钛矿La $_2$ ZnIrO $_6$和La $_2$ MgIrO $_6$的磁激发.这些几何阻挫$j_{\rm eff}=1/2$莫特绝缘体上的粉末非弹性中子散射数据为具有非常弱色散的带隙自旋波激发提供了明确的证据。INS的结果和热力学数据,这些材料可以重现传统的海森堡-伊辛模型具有显着的单轴伊辛各向异性和相当大的第二邻居铁磁相互作用。这种单轴伊辛交换相互作用在理想面心立方晶格上是完全禁止的,因此它只能由远离理想面心立方晶格极限的弱晶体畸变引起。这可能表明,即使在$j_{\rm eff}=1/2$莫特绝缘体中的弱扭曲也可能导致强交换各向异性。然而,更诱人的是,我们找到了另一种可行的解释的INS结果的自旋模型与占主导地位的Kitaev相互作用。与单轴伊辛交换相反,高方向Kitaev相互作用是一种交换各向异性,即使在理想的fcc晶格上也是完全允许的。Kitaev模型具有由量子有序无序诱导的磁振子能隙,而由晶格畸变导致的有序度降低产生的Kitaev耦合的弱各向异性可以钉扎有序并增强磁振子能隙。我们的研究结果强调了即使是重过渡金属氧化物中的传统磁性有序也可能受到植根于强自旋轨道耦合的高度方向性交换相互作用的驱动。
2016-04-28 cond-mat.str-el
Long-range magnetic interaction and frustration in double perovskite Sr$_{2}$NiIrO$_{6}$
Sr $_{2}$ NiIrO $_{6}$在第一最近邻(1 NN)磁性离子Ni $^{2+}$($t_{2g}^{6}e_{g}^{2}$)和Ir $^{6+}$($t_{2g}^{3}$)之间的共同超交换机制方面将是铁磁(FM)绝缘体。然而,观察到的反铁磁(AF)秩序的问题,这一观点。在这项工作中,我们提出了第一性原理计算,发现虽然1 NN Ni $^{2+}$ -Ir $^{6+}$交换确实是FM,2NN和3 NN耦合在面心立方Ir(和Ni)子晶格AF。此外,2NN AF Ir-Ir耦合原来是更强的比1 NN FM Ni-Ir耦合,从而引起磁挫折。Sr $_{2}$ NiIrO $_{6}$因此变成畸变的低温反铁磁体。自然地,Sr $_{2}$ ZnIrO $_{6}$中非常相似的磁性可以通过fcc Ir $^{6+}$子晶格中的受抑AF耦合来解释。这项工作突出了远程磁相互作用的离域$5d$电子,也解决了为什么自旋轨道耦合是无效的。
2014-09-05 cond-mat.str-el
Octupolar vs Néel Order in Cubic 5$d^2$ double perovskites
我们报道了5个$d^2$立方双钙钛矿磁体Ba $_2$ MOS O $_6$($M$ = Zn,Mg,Ca)的中子飞行时间谱和衍射研究。这些立方材料都由装饰面心立方(FCC)晶格的反铁磁耦合的5个$d^2$ O $^{6+}$离子描述。它们都表现出热力学异常相变在温度$T^*$一致,并表现出一个缺口的磁激发光谱与光谱重量集中在波矢量典型的I型反铁磁订单。虽然μ子自旋共振实验显示了时间反演对称性破缺的明确证据,但在低温下没有观察到相应的磁布拉格散射。这些结果,与低温八极或四极顺序一致,讨论的背景下,其他5 $d^2$ DP磁铁,和理论的$d^2$离子FCC晶格预测奇异的订单驱动的多极相互作用。
2019-09-19 cond-mat.str-el
Mott Transition and Glassiness in the Face Centered Cubic Lattice
利用基于辅助场的实空间方法研究几何阻挫面心立方晶格上的半填充哈伯德模型。低温态在弱相互作用下为顺磁金属,在中等相互作用下为类磁通有序的反铁磁绝缘体(AFI),在很强的强相互作用下为“C型”有序的AFI.值得注意的是,有一个狭窄的窗口之间的顺磁性金属和AFI系统表现出自旋玻璃行为所产生的无序,但“冻结”的本地时刻的存在。自旋玻璃态在较弱的相互作用下是金属态,但随着相互作用的增加,表现出向赝能隙行为的交叉和绝缘电阻率。我们比较我们的研究结果,FCC和烧绿石为基础的材料,并建议,这些功能是典型的三维相关系统的几何挫折。
2013-02-12 cond-mat.str-el
Single-Crystal Growth and Physical Properties of the Antiferromagnetic Double Perovskite Ba_2CoMoO_6
Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH(亥姆霍兹柏林材料与能源有限公司);Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids(马克斯·普朗克固体化学物理研究所);University of Cologne(科隆大学);National Yang Ming Chiao Tung University(国立阳明交通大学);National Synchrotron Radiation Research Center(国家同步辐射研究中心);Technische Universität Berlin(柏林工业大学)
研究了Ba₂CoMoO₆的结构、磁性和电子性质,通过单晶生长和多种方法表征,发现其面心立方结构,磁性在20.1K以下有序,电子结构显示J_eff=1/2有效基态,光响应在2.65eV有显著特征。
2026-10-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fully-frustrated octahedral antiferromagnets: emergent complexity in external field
研究边共享八面体晶格的全阻挫自旋模型,通过Monte Carlo模拟构建了包含八个场诱导态的H-T相图,揭示了丰富的磁相序列和分数磁化平台。
2025-02-04 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Frustrated Heisenberg Antiferromagnets on Cubic Lattices: Magnetic Structures, Exchange Gaps, and Non-Conventional Critical Behaviour
我们研究了周期大于晶格周期两倍的海森堡反铁磁体的磁结构。我们考虑了所有类型的Bravais晶格(简立方、bcc和fcc),并将所有这些反铁磁体分为7类,即3加4类,分别用符号A和B表示。表征磁结构简并性的序参量对于A类是一个普通的Neel矢量,对于B类是所谓的4-复形。我们考虑了自旋波和大N展开($N$是自旋分量的数目)中对这些态的涨落修正。低于Neel温度时,$T_{\rm{N}}$量子和热涨落提升简并性,使得简单的单波矢量共线结构对于所有类都是优选的。这种效应的一个附属物是自旋波谱中某些波矢处交换能隙的打开(对于非均匀静态横向磁化率也有类似的效应)。然而,随着温度接近$T_{\rm{N}}$,交换间隙正在闭合。我们计算了临界指数$η$和$ν$的顺序为$1/N$,并发现它们不同的A和B类。
2016-12-07 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
From dimensional reduction to tetramerization in mixed ferro-antiferro breathing pyrochlores
Indian Institute of Technology Madras(印度理工学院马德拉斯分校);CNRS, University of Bordeaux(法国国家科学研究中心,波尔多大学);Ludwig-Maximilians-Universität München(慕尼黑路德维希-马克西米利安大学);HUN-REN Wigner Research Centre for Physics(匈牙利研究与教育网络温格物理研究中心);Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie(柏林亥姆霍兹材料能源中心);Freie Universität Berlin(柏林自由大学);University of Windsor(温莎大学);Institute for Solid State Physics and Optics(凝聚态物理与光学研究所)
该研究通过多种数值方法,揭示了混合铁-反铁呼吸烧绿石中从维度约化到四聚化的转变,并预测了相关材料的磁有序。
2026-09-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
From 3D static order to 2D dynamic correlations in the tetragonal double perovskite Sr2CuWO6
\SCWO是一种具有抗磁性W $^{6+}$(5d $^0$)和(Jahn-Teller活性)Cu $^{2+}$(3 $d^9$)的四元($I4/m$)双钙钛矿,在B位点上以岩盐有序排列,模拟具有$S=1/2$的各向异性fcc晶格反铁磁体。我们研究了该材料在$T_{\textrm{N}} = 24$ ~K处\Neel{} -有序转变前后的磁结构、动力学和热力学性质。μ子自旋弛豫谱、中子衍射和中子能谱实验表明,在$T_{\textrm{N}}$上加热时,从静态的3D 2型反铁磁性到2D动态关联的跃迁,直到100 K仍能检测到。在$T_{\textrm{N}}$以上的μ子弛豫由压缩指数衰减描述,揭示了自旋涨落率和2D相关长度之间的强相关性。从热容数据得到的低温μ子数据和$T_{\textrm{N}}$周围的熵释放指向小的磁畴,可能在60 Ω的数量级。我们注意到,该材料的行为更像是一个准二维正方形晶格反铁磁体,而不是仅仅考虑其结构。一个可能的解释可能在于不寻常的强大的自旋轨道耦合磁性的W 5 $d$水平,作为主要的交换相互作用是通过铜-O-钨-O-铜途径。
2016-02-12 cond-mat.str-el
Competing multipolar orders in a face-centered cubic lattice: Application to the osmium double perovskites
在5个具有强自旋轨道耦合的$d^2$莫特绝缘体中,最低赝自旋态形成一个非Kramers二重态,它携带四极矩和八极矩。提出了一个双钙钛矿家族,其中磁性离子形成面心立方(fcc)晶格,揭示了八极序,在$d$轨道系统中提供了一个罕见的例子。由于反铁磁(AFM)伊辛模型在面心立方晶格上高度受挫,因此所提出的有序需要铁磁(FM)八极相互作用.一个微观模型,最近推导出各种晶格:对于一个边缘共享八面体的几何形状,原子力显微镜伊辛octupolar和键依赖的四极相互作用被发现时,只有占主导地位的轨道间和轨道内跳跃积分被考虑在内。在这里,我们调查所有可能的内和轨道间的交流过程,并报告说,两个轨道内交流的干扰产生FM八极相互作用。应用强耦合展开结果和密度泛函理论得到的紧束缚参数,我们估计了锇双钙钛矿Ba $_2$ BOsO $_6$(B=Mg,Cd,Ca)的交换相互作用.使用经典的蒙特卡罗模拟,我们发现这些系统是接近AFM的I型四极和FM八极之间的相边界。我们还发现,交换过程超越二阶微扰理论,包括虚拟过程通过赝自旋三重态可能稳定八极秩序。
2022-04-25 cond-mat.str-el
Exotic phases induced by strong spin-orbit coupling in ordered double perovskites
我们构建并分析了绝缘岩盐有序双钙钛矿的微观模型,其化学式为A $_2$ BB 'O $_6$,其中B'原子具有4d $^1$或5d $^1$电子构型并形成面心立方(fcc)晶格。三重简并$t_{2g}$轨道和强自旋轨道耦合的组合形成具有有效自旋矩$j=3/2$的局域四重态。此外,由于强烈的轨道相关交换,有效自旋具有实质性的双二次和双三次相互作用(分别为自旋的四阶和六阶)。这导致,在平均场水平,以三个主要阶段:一个不寻常的反铁磁体与占主导地位的八极顺序,铁磁相与磁化沿$[110]$方向,和一个非磁性,但四极有序相,这是稳定的热波动和中间温度。所有这些相都具有由有序波矢${\boldsymbol Q} =2π(001)$描述的两个亚晶格结构。我们考虑量子涨落,并认为在占主导地位的反铁磁交换制度,一个非磁性价键固体或量子自旋液体状态可能会受到青睐。描述了候选的量子自旋液体态及其基本性质。我们还解决了由晶格畸变驱动的单站点各向异性的影响。现有的和可能的未来实验进行了讨论,根据这些结果。
2010-09-26 cond-mat.str-el
Non-collinear Magnetic Order in the Double Perovskites: Double Exchange on a Geometrically Frustrated Lattice
A_2BB 'O_6型双钙钛矿通常包含一个具有大磁矩的过渡金属离子B和一个非磁性离子B'。虽然许多双钙钛矿是铁磁的,但对基础模型的研究揭示了反铁磁相的可能性,以及由电子离域驱动的可能性。本文采用自旋-费米子蒙特卡罗方法和变分计算相结合的方法,对三维最小双钙钛矿模型的磁基态和T_c标度进行了全面的研究。与其中有效磁晶格是二分的二维相比,三维涉及几何阻挫面心立方(FCC)晶格。这促进了非共线螺旋状态和“通量”一样的阶段,除了共线反铁磁秩序。我们绘制出可能的磁相位变化的电子密度,'水平分离'的B_B-B_B ',和关键的B'-B'(下一个邻居)跳跃t'。
2011-05-03 cond-mat.str-el
Disordered ground state in the three-dimensional face-centred frustrated spin-$\frac{5}{2}$ system MnSn(OH)$_\text{6}$
本研究报道了 MnSn(OH)$_6$ 中因几何受阻而无长程磁有序,仅存在短程关联,表现为弥散散射与特定传播矢量,揭示了无序基态。
2025-07-25 cond-mat.str-el
Magnetic frustration in the cubic double perovskite Ba2NiIrO6
混合过渡金属氧化物由于其多自由度($e.g.$、晶格、电荷、自旋和轨道)和多功能性质而继续吸引人们的注意。在这里,我们调查的磁性和电子性质的新合成的双钙钛矿Ba $_2$ NiIrO $_6$,使用晶体场理论,超交换模型分析,密度泛函计算,并行回火蒙特卡罗(PTMC)模拟。结果表明,$_2$ NiIrO $_6$具有$^{2+}$($t_{2g}^{6}e_{g}^{2}$)-$^{6+}$($t_{2g}^{3}$)电荷态.第一近邻(1 NN)Ni $^{2+}$ -Ir $^{6+}$离子更倾向于铁磁(FM)耦合,正如Goodenough-Kanamori-Anderson规则所预期的那样,这与Ba $_2$ NiIrO $_6$中的实验反铁磁(AF)顺序相矛盾。我们发现,强2NN AF耦合fcc亚晶格中受挫,他们发挥了重要作用,在确定所观察到的AF基态。我们还证明了自旋轨道耦合诱导的$J_{\rm eff}$ = 3/2和$J_{\rm eff}$ = 1/2态,这在低维(例如,层状)铱酸盐,然而对于立方Ba $_2$ NiIrO $_6$不是这种情况。我们的PTMC模拟表明,当考虑长程(2NN和3 NN)AF相互作用时,将得到一个$T_{\rm N}$ = 66 K的AF跃迁,与实验值51 K相当.同时,我们提出了Ba $_2$ NiIrO $_6$可能的2 $\times…
2022-05-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferrimagnetism in the double perovskite Ca2FeOsO6: a density functional study
通过密度泛函计算,我们发现新合成的Ca $_2$ FeOsO $_6$具有高自旋Fe $^{3+}$($3d^5$)-Os $^{5+}$($5d^3$)态.八面体Os $^{5+}$离子具有较大的内禀交换分裂,其$t_{2g\uparrow}^3$构型使自旋轨道耦合失效。此外,在相邻的Fe $^{3+}$($S$ = 5/2)和Os $^{5+}$($S$ = -3/2)亚晶格之间存在强的反铁磁耦合,而在fcc Fe $^{3+}$和Os $^{5+}$亚晶格中的反铁磁耦合都弱一个数量级.因此,磁挫挫被抑制并且出现稳定的亚铁磁(FiM)基态。该FiM顺序是由于$t_{2g}$电子从Os $^{5+}$($t_{2g\downarrow}^3$)到Fe $^{3+}$($t_{2g\uparrow}^3e_{g\uparrow}^2$)的虚拟跳跃。然而,如果实验弯曲的Fe $^{3+}$ -O $^{2-}$ -Os $^{5+}$交换路径变直,则将促进从Fe $^{3+}$($t_{2g\uparrow}^3e_{g\uparrow}^2$)到Os $^{5+}$($t_{2g\uparrow}^3$)的$e_g$跳跃,然后将发生铁磁(FM)耦合。
2014-06-12 cond-mat.str-el
Spin-orbit coupling in $d^{2}$ ordered double perovskites
我们构建并分析了绝缘岩盐有序双钙钛矿的微观模型,其化学式为A $_2$ BB 'O $_6$,其中磁性离子B'具有4d $^2$或5d $^2$电子构型并形成面心立方(fcc)晶格。对于这些B'离子,三重简并反对称双电子轨道态和强自旋轨道耦合的组合形成具有有效自旋矩$j=2$的局域五重态。此外,由于强烈的轨道相关交换,有效自旋具有实质性的双二次和双三次相互作用(分别为自旋的四阶和六阶)。这导致,在平均场水平,丰富的基态相图,其中包括七个不同的阶段:一个统一的铁磁相与有序波矢量${\bf p} = {\bf 0}$和均匀的磁化沿$[111]$方向,四个两个亚晶格相与有序波矢量${\bf p} = 2π(001)$和两个四亚晶格反铁磁相。在两个亚晶格相之间,存在保持时间反演对称性的四极有序相。将平均场论推广到有限温度,我们发现了十个不同的磁化过程,具有不同的磁热转变。特别是,我们发现热涨落稳定的两个亚晶格四极有序相在相图的大部分。现有的和可能的未来实验进行了讨论,根据这些理论预测。
2011-06-20 cond-mat.str-el
Thermally melted quadrupolar order and intrinsically quantum phases in 5$d^1$ double perovskites
Brown University(布朗大学);Ohio State University(俄亥俄州立大学)
通过大规模经典蒙特卡洛模拟,发现5$d^1$双钙钛矿中热涨落熔化部分四极相,并证明FM[110]态为内禀量子相,而主要磁相在经典框架内稳健。
2026-09-23 cond-mat.str-el
Spin-orbital order and excitons in magnetoresistive HoBi
本文研究了极端磁电阻候选拓扑材料HoBi的磁性,发现其晶体电场产生近简并低能级并耦合晶格,在低温下形成II型反铁磁长程有序与四方畸变,且磁激发可由自旋哈密顿量解释。
2023-01-12 cond-mat.str-el
Low-temperature spin dynamics of a valence bond glass in Ba2YMoO6
我们进行了交流磁化率测量和μ子自旋弛豫光谱的立方双钙钛矿Ba 2 YMoO 6,下降到50 mK。低于~1 K的μ子弛豫是典型的磁绝缘体与自旋液体类型的基态,即没有打破对称性或冻结的时刻。然而,交流磁化率揭示了稀释自旋玻璃样转变低于~ 1 K。三重简并t2 g轨道中的反铁磁耦合Mo 5 + 4d 1电子在该材料中排列在几何阻挫fcc晶格中。体磁化率数据以前被解释为冻结到非磁性位置的非均匀状态,其中4d^1电子在自旋单线态二聚体中配对,剩余的未配对Mo 5 + 4d 1电子。基于磁热容量数据,有人认为这种异质性是纯系统物理学固有的动力学约束的结果(可能是由于拓扑过度保护),导致相邻4d 1电子之间的价键自诱导玻璃。muSR弛豫明确地指向一个静态的非均相态与静态排列的未成对电子隔离的自旋单线态(价键)二聚体之间的大多数Mo 5 + 4d电子。交流磁化率数据表明,剩余的磁矩冻结成稀释自旋玻璃状状态。这与在高达200 mT的磁场中在50 mK下的μ子-自旋解耦明显矛盾,这表明,值得注意的是,来自剩余矩的场波动的时间尺度为~ 5 ns。类似的行为已被观察到在其他几何挫折磁铁与自旋液体一样的行为和影响,我们的观察Ba 2 YMoO 6在这方面进行了讨论。
2013-05-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el