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
Effects of frustration and Dzyaloshinskii-Moriya interaction on the spin-1/2 anisotropic Heisenberg antiferromagnet with the application to La2CuO4
本文研究了二维各向异性反铁磁自旋1/2海森堡模型的磁性质,其中考虑了Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和面内阻挫。自旋格林函数的框架内的Tyablikov的随机相位近似去耦方案的方法是用来推导的自旋波谱,亚晶格磁化和转变温度的表达式。基于这些表达式,我们进行了详细的分析,其磁性能的模型参数的变化值的影响。该模型也适用于高Tc超导母体化合物La 2CuO 4和我们的结果相比,现有的实验数据。
2020-02-26 cond-mat.str-el
Frustration enhanced by Kitaev exchange in a $\boldsymbol{\tilde{j}_{\text{eff}}=\frac12}$ triangular antiferromagnet
三角形海森堡反铁磁体是几何阻挫的原型,即使对于最近邻相互作用,量子涨落通常不足以破坏磁有序:需要更强的阻挫来稳定自旋液相。在静态磁化强度和电子自旋共振测量的基础上,我们证明了三角晶格磁体Na $_2$ BaCo(PO $_4$)$_2$中${\tilde{j}_{\text{eff}}=\frac12}$磁矩的出现.这些时刻受到一个额外的挫折来源的影响,导致磁相关设置在远远高于磁有序和外斯温度。通过对$\tilde{j}_{\text{eff}}=\frac12$基态的理论验证,确定了铁磁Kitaev交换各向异性是额外的阻碍剂,从而提出Na $_2$ BaCo(PO $_4$)$_2$是一种有前途的Kitaev自旋液体材料。
2021-11-03 cond-mat.str-el
Hole and electron dynamics in the triangular-lattice antiferromagnet -- interplay of frustration and spin fluctuations
在非交叉近似下,采用物理透明的涨落方法研究了三角格子哈伯德模型中120个$^{\circ}$有序反铁磁态的多磁振子发射和吸收过程的单粒子动力学.空穴和电子的光谱特征进行了评估,在中间$U$,并分析在挫折感生的直接跳跃和虚拟跳跃条款之间的竞争。有限的$U$引起的竞争相互作用和挫折效应通过磁振子色散的贡献进行了讨论。有限的贡献,自能量校正从长波长(戈德斯通)模式,加上高密度的电子散射状态中的窄,尖锐的峰值在上带,导致强烈的费米子-磁振子散射导致显着的不相干行为的电子动力学。讨论了由于带隙消失引起的涨落诱导的一阶金属-绝缘体相变。
2005-07-13 cond-mat.str-el
Randomness-induced quantum spin liquid behavior in the $s=$1/2 bond-random Heisenberg antiferromagnet on the pyrochlore lattice
利用精确对角化和Hams-de Raedt方法研究了焦绿石晶格上键随机$s=1/2$ Heisenberg反铁磁体的零温和有限温性质.我们发现这种随机性导致了无带隙的量子自旋液体(QSL)态,即随机单重态。本文讨论了对最近实验的启示,即混合阴离子焦绿石晶格反铁磁体Lu $_2$ Mo $_2$ O $_5$ N $_2$表现出无带隙QSL行为。
2019-06-19 cond-mat.str-el
Spin frustration and magnetic ordering in triangular lattice antiferromagnet Ca$_3$CoNb$_2$O$_9$
合成了准二维畸变三角晶格反铁磁体Ca $_3$ CoNb $_2$ O $_9$,其中Co $^{2+}$的有效自旋在低温下为1/2,用直流磁化率和磁化强度技术研究了其磁性. X射线衍射证实了我们粉末样品的质量。大的Weiss常数$θ_{CW}\sim$ $-55$ K和低的Neel温度($T_N\sim$ 1.45 K)给出了阻挫因子$f$($=\midθ_{CW}/T_N \mid$)$\approx$ 38,表明Ca $_3$ CoNb $_2$ O $_9$处于强阻挫区。略低于$T_N$,零场冷却(ZFC)和场冷却(FC)下的磁化率数据之间的偏差进行了观察。在0.46K的磁化曲线中,提出了一个新的磁态,其饱和磁化强度为$M_s$的1/3。我们的研究表明,钙$_3$ CoNb $_2$ O $_9$是一个有趣的材料,研究磁性的三角晶格反铁磁体与弱各向异性。
2015-12-24 cond-mat.str-el
The dynamical frustration of interlayer excitons delocalizing in bilayer quantum antiferromagnets
利用自洽玻恩近似,我们研究了双层海森堡量子反铁磁体中层间激子的离域。在现实条件下,我们发现激子运动和自旋系统之间的耦合是强烈增强的情况下,一个单一的载体,在一定程度上,它模仿伊辛自旋系统中的载流子的限制物理。我们预测,“阶梯光谱”与此限制物理学应该是可见的绝缘双层铜酸盐,如YBa2Cu3O6的c轴激子光谱。我们的发现表明,这种激子的有限密度系统应该表现出非常丰富的物理行为。
2012-01-20 cond-mat.str-el
Impact of magnetic frustration on the Mott transition within a slave-boson mean-field theory
利用从玻色子平均场论研究了顺磁金属-反铁磁金属和反铁磁金属-反铁磁绝缘体的相变。为此,我们讨论了半满哈伯德模型的基态作为t '/t和关联强度U的函数,其中t和t'分别是最近邻和次最近邻之间的跳跃幅度.在临界U_{MIT}处的金属-绝缘体转变对于小的磁阻挫水平(t '/t<0.06)是二阶的,并且对于大的磁阻挫水平(t'/t>0.06)是一阶的。绝缘体总是反铁磁有序的,而金属表现出从顺磁到反铁磁状态的二阶跃迁高达t '/t=0.14,随着U的增加。我们还将这些结果与Hartree-Fock近似下的结果进行了对比。
2000-01-18 cond-mat.str-el
Discriminating antiferromagnetic signatures in ultracold fermions by tunable geometric frustration
最近,在正方形和三角形几何形状之间连续调谐光晶格已经成为可能。我们计算了相应的哈伯德模型中的热力学和自旋相关,使用行列式量子蒙特卡罗,并表明,由变量跳跃项引起的挫折效应可以清楚地从伴随的带宽变化分离的相互作用的适当重新缩放。几何阻挫增强了二重占据,这表明在弱耦合和熵$s\lesssim \ln(2)$下非平凡反铁磁关联被破坏(在强阻挫下恢复了波梅兰丘克冷却),为长期寻求的实验检测光晶格上超冷费米子的反铁磁性铺平了道路。
2013-06-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Mott transition and Antiferromagnetic Metal on Shastry-Sutherland Lattice
Shastry-Sutherland晶格是最简单的几何挫阻体系之一,它通过将单重态放在对角键上而具有精确的本征态,可以在一组层状化合物中实现,引起了理论和实验的兴趣。以往对Shastry-Sutherland晶格的研究大多集中在海森堡模型上。在这里,我们选择的哈伯德模型计算相图的相互作用参数范围很广,并显示相互作用,挫折和温度的竞争效应。在低温下,挫折有利于顺磁金属基态,而相互作用驱动系统的反铁磁绝缘体相。在这两个相之间,有一个反铁磁金属相和一个顺磁绝缘体(这应该是一个价键固体)相产生的挫折和相互作用的竞争。我们的研究结果可能会为进一步深入研究该晶格中的量子相变提供参考。
2014-01-16 cond-mat.str-el
Dimensional reduction by geometrical frustration in a cubic antiferromagnet composed of tetrahedral clusters
结晶度是决定固体性质的关键因素,是晶体结构的明显内在特征。然而,在几何阻挫自旋系统中,它可以是一个涌现的和可调的性质。在这里,我们研究的四面体反铁磁体,pharmacorsiderite,通过μ子自旋共振和中子散射的自旋动力学。我们发现,自旋相关性表现出二维特性,尽管在三维立方晶体中的自旋5/2的Fe 3+离子,我们归因于二维几何挫折的基础上自旋波计算四面体集群的各向同性连接。此外,我们认为,即使是一维化发生在去耦层,产生低能量和一维激发模式,导致大的自旋涨落在经典的自旋系统。药效铁陨石有助于研究低维的出现,并使用外部磁场操纵由维度引起的各向异性响应。
2021-07-19 cond-mat.str-el
Antiferromagnetic Order and Magnetic Frustration in the Honeycomb Heavy-Fermion System Ce(Pt$_{1-x}$Pd$_{x}$)$_6$Al$_3$: $^{27}$Al and $^{195}$Pt NMR Studies
本研究通过NMR测量探究蜂窝重费米子体系Ce(Pt₁₋ₓPdₓ)₆Al₃的磁性质,发现Pd掺杂可诱导反铁磁有序并调控体系从巡游到局域的磁性转变,为研究近藤屏蔽与磁阻挫的竞争提供了可调谐平台。
2025-07-30 cond-mat.str-el
Frustration effects in antiferromagnetic molecules: the cuboctahedron
由竞争相互作用引起的磁性系统的挫折是几种不寻常现象的驱动力,例如磁化曲线的平台和跳跃,以及不寻常的能谱,例如低于第一三重态的许多单重态能级。反铁磁立方八面体可以作为某些受抑反铁磁体的典型例子。此外,它的优点是,它的完整的能谱可以获得的个人自旋量子数的s=3/2(16,777,216状态)。
2008-10-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Randomness-induced quantum spin liquid behavior in the s=1/2 random J1-J2 Heisenberg antiferromagnet on the honeycomb lattice
利用精确对角化和Hams-de Raedt方法研究了蜂窝晶格上具有阻挫最近邻和次最近邻反铁磁相互作用的键随机$s=1/2$ Heisenberg模型$J_1$和$J_2$的基态和有限温度性质.该模型的基态相图中构建的随机性与挫折($J_2/J_1$)平面,目的是澄清的随机性和挫折稳定的各种不同的阶段的影响。我们发现,在很宽的参数空间范围内,这种随机性诱导出无带隙的类量子自旋液体态,即随机单重态。观察到的随机单重态的鲁棒性表明,无带隙的类QSL行为可能会在具有一定随机性或不均匀性的一类受抑量子磁体中实现,而无需微调相互作用参数。讨论了蜂窝晶格磁体Ba $_3$ CuSb $_2$ O $_9$和6 HB-Ba $_3$ NiSb $_2$ O $_9$表现出无带隙类QSL行为对最近实验的可能影响。
2017-02-26 cond-mat.str-el
Electronic structure of KTi(SO4)2.H2O - a S=1/2 frustrated chain antiferromagnet
化合物KTi(SO 4)2·H2O最近被报道为准一维自旋1/2化合物,沿着链具有竞争的反铁磁最近邻交换J1和次最近邻交换J2,阻挫比α = J2/J1 ~ 0.29 [Chem.Mater.第20卷,第8页(2008)]。在这里,我们报告了一个基于微观的磁性模型,该化合物来自密度泛函电子结构计算以及各自的紧束缚模型。我们的计算证实了系统的准一维性质与反铁磁J1和J2,但建议一个显着更大的挫折比α ~ 1.1 +-0.2。基于转移矩阵重整化群计算,我们发现,由于J1-J2模型的内在对称性,我们得到的较大的阻挫比α也与以前的热力学数据一致。为了解决这个问题,我们建议进行高场磁化测量和低温磁化率测量,这应该可以精确地识别挫折比α。
2013-04-11 cond-mat.str-el
Randomness-induced quantum spin liquid behavior in the $s=\frac{1}{2}$ random $J_1$-$J_2$ Heisenberg antiferromagnet on the square lattice
利用精确对角化方法和Hams-de Raedt方法研究了正方晶格上的键随机$s=1/2$ Heisenberg模型$J_1$和$J_2$的基态和有限温度性质.该模型的基态相图中构建的随机性与挫折($J_2/J_1$)平面,目的是澄清的随机性和挫折稳定的各种阶段的影响。我们发现,在一定的参数空间范围内,这种无规性导致了无带隙的类量子自旋液体(QSL)态、无规单重态和自旋玻璃态。自旋玻璃态可以通过采用与规则模型的条形磁序相关联的晶格方向自由度来稳定。讨论了正方晶格混晶反铁磁体Sr $_2$ Cu(Te $_{0.5}$ W $_{0.5}$)O $_6$表现出类QSL无带隙行为的实验结果。
2018-10-25 cond-mat.str-el
Staggered moment dependence on field-tuned quantum fluctuations in 2D frustrated antiferromagnets
本文提出了一种判定准二维反铁磁体J_1-J_2海森堡模型中阻挫度的有效方法。阻挫比J_2/J_1通常由磁化率、比热和饱和场分析得到。我们表明,在一个字段中的量子涨落的抑制所造成的交错矩的非单调的字段依赖强烈地依赖于挫折比。这为用有限团簇的精确对角化(ED)方法和自旋波分析相结合来确定J_2/J_1提供了一个强有力的判据。我们将此方法应用于准二维化合物Cu(pz)_2(ClO_4)_2,并表明它导致了一个中间的阻挫比J_2/J_1 ~ 0.2。我们还解释了观察到的异常增加的转变温度在施加的领域减少量子涨落的影响。
2011-08-04 cond-mat.str-el
Relief of Frustration in the Heisenberg Pyrochlore Antiferromagnet Gd$_2$Pt$_2$O$_7$
钆烧绿石Gd $_2B_2$ O $_7$是在烧绿石晶格上实现反铁磁耦合海森堡自旋的最佳材料之一。我们提出了一个磁特性的Gd $_2$ Pt $_2$ O $_7$,这个家庭的独特成员。磁化率、热容和μ子自旋弛豫测量表明,Gd $_2$ Pt $_2$ O $_7$在$T_N = 1.6$ K下发生反铁磁有序转变.这种转变是强烈的第一顺序,所示的急剧性的热容异常,热滞后的磁化率,和非发散的弛豫率在$μ$ SR。下面的形式的热容$T_N$表明,基态是一个各向异性的共线反铁磁体的激发光谱,是由0.245(1)meV缺口。Gd $_2$ Pt $_2$ O $_7$的有序化温度,$T_N = 1.6$ K,比其他钆焦磷酸盐的有序化温度高出160%。我们将$T_N$的这种增强归因于$B$位点阳离子铂,尽管铂是非磁性的,但其具有填充的$5d$ $t_{2g}$轨道和空的$5d$ $e_g$轨道,这可以促进超交换。因此,Gd $_2$ Pt $_2$ O $_7$中的磁阻挫被部分“缓解”,从而促进磁有序。
2016-07-28 cond-mat.str-el
Frustration induced noncollinear magnetic order phase in one-dimensional Heisenberg chain with alternating antiferromagnetic and ferromagnetic next nearest neighbor interactions
利用耦合集团方法、数值精确对角化方法和数值密度矩阵重整化群方法,研究了具有交替反铁磁和铁磁次近邻相互作用的一维海森堡链的性质.在经典极限下,当a<1/2时,基态处于共线Neel态,而当a>1/2时,存在非共线倾斜态。对于量子情形,我们发现,虽然不存在经典Neel态,但当阻挫参数a超过临界点ac 1时,存在倾斜态。精确的临界点ac 1可以分别用耦合簇方法和数值精确对角化方法确定。耦合团簇方法和精确对角化方法的结果都揭示了由于量子涨落的作用,在ac 1处发生的相变类型从经典的二级相变转变为量子的一级相变。虽然在有限系统中存在另一个临界点ac 2,在该临界点处,基态从倾斜态演化到共线的Neel加铁磁态,但是该状态不存在,因为ac 2在热力学极限中趋于无穷大。
2014-06-17 cond-mat.str-el
Two-step antiferromagnetic transition and moderate triangular frustration in Li2Co(WO4)2
本文用磁化率和比热详细研究了自旋$\frac{3}{2}$体系Li $_2$ Co(WO $_4$)$_2$的磁性。实验结果表明,Li $_2$ Co(WO $_4$)$_2$在$χ$ $_{max}$ $\sim$ 11 K附近出现短程反铁磁关联,在T $_{N1}$ $\sim$ 9 K和T $_{N2}$ $\sim$ 7 K附近观察到两个连续的长程反铁磁关联相变.阻挫因子$\mid$ $Θ$ $\mid$/T $_{N1}$ $\sim$ 3表明该系统是中度阻挫的,这可通过三斜晶系晶体结构的$ab$-和$bc$-平面内的破缺三角对称性来识别。在低于T $_{N2}$的温度下的磁等温线显示出场诱导自旋翻转转变,并绘制了两步AFM系统的完整H-T相图。$Ab$~$initio$能带结构计算表明,最强的交换耦合并不对应于沿$a$轴的最短Co-Co距离,而是沿$bc$平面内Co-O-W-O-Co超-超交换路径的对角线方向
2014-11-22 cond-mat.str-el
Effects of frustration and cyclic exchange on the spin-1/2 Heisenberg antiferromagnet within the self-consistent spin-wave theory
准二维自旋1/2受抑量子反铁磁体的相关性,由于其模拟高温超导母体化合物的可能性,导致了许多理论和实验研究。本文在基于Dyson-Maleev表象的自洽自旋波理论框架内,详细研究了交换相互作用的变化对模型磁性的影响.除了考虑平面内的最近邻相互作用外,还考虑了直到第三最近邻的平面阻挫、循环相互作用和层间耦合。给出了基元自旋激发、交错磁化强度、自旋波速度重整化因子和基态能量的详细描述。结果进行比较的线性自旋波理论的预测,并在可能的情况下也二阶微扰自旋波膨胀的结果。最后,在我们处理的高- $T_c$氧化铜$\mbox{La}_2\mbox{CuO}_4$中的面内自旋波色散的改进的实验结果,自洽自旋波理论被应用到该化合物,以校正较早获得的交换参数和高温自旋波色散的设置。
2015-06-02 cond-mat.str-el
Frustration-induced nanometre-scale inhomogeneity in a triangular antiferromagnet
化学上均匀的电子系统的相不均匀性是导致令人着迷的功能性质的基本成分,例如铜酸盐中的高$T_c$超导性、锰氧化物中的巨磁阻和弛豫体中的巨电致伸缩。在这些材料中,由于相互交织的有序参数,不同的相竞争并可以共存。电荷自由度起着重要的作用,尽管理论上已经设想了具有几何挫折的纯自旋系统的相分离的基态,其作为相竞争的来源。在这里,我们报告了一个范例磁结构不均匀的基态的几何挫折$α$ -NaMnO $_2$,源于系统的愿望,以消除磁简并,是可能的,只有由于存在近简并晶体结构。同步辐射X射线衍射、核磁共振和μ子自旋弛豫表明,单斜相的自旋构型被磁短程有序的纳米级三斜区域破坏,从而揭示了一种新的复杂物质状态。
2014-01-29 cond-mat.str-el
Kinetic frustration induced supersolid in the $S=1/2$ kagome lattice antiferromagnet in a magnetic field
利用简并微扰理论研究了自旋为1/2的kagome晶格反铁磁体平台相在外场下的不稳定性,发现在$m=5/9$平台下出现了超固相.磁场中平台相的波函数具有基于谐振六边形及其周围位置的构造块的特定构造。在这些块中的每一个上的磁振子激发遭受动力学挫折效应,即,它们不能轻易地跳到其他块,因为通过两条路径的跳变幅度相互抵消。因此,巡回性被削弱,系统被推向强耦合区,与现实空间中允许的选择路径一起具有超固相。这种机制与晶格玻色气体中提出的机制相反,在晶格玻色气体中,强的竞争相互作用相互抑制,允许小的动能尺度达到巡回。最终,我们发现了一种超固态,其中共振六边形的图案从平台晶体状态中保留下来,并且只有三分之一的六边形外的原始极化自旋主要加入超流分量,或者等价地,参与磁化过程。
2018-07-20 cond-mat.str-el
Spin-orbital frustration in pyrochlores A2Mo2O7
采用完全相对论密度泛函理论结合在位排斥(U)方法研究了钼系高温超导体A2 Mo 2 O 7的电子和磁性,重点研究了自旋玻璃绝缘材料Y2 Mo 2 O 7.我们发现在大U绝缘区,系统的不同磁态之间存在着特殊的能量竞争。传统的海森堡反铁磁交换作用的几何阻挫模型不能解释这种磁竞争。通过对广义自旋模型的分析,我们发现有效自旋相互作用不同于简单的海森堡形式,在自旋空间中具有强的各向异性。我们还发现,它们引起激烈的竞争之间的反铁磁态和铁磁态。磁相互作用的复杂形式表明了轨道自由度的关键作用。通过对一个三轨道哈伯德模型的分析,阐明了在4d 2电子组态中,磁竞争通过自旋-轨道相互作用与轨道阻挫密切相关.结果挑战了传统的自旋玻璃行为的图片,属性的起源纯粹的反铁磁交换相互作用的几何挫折。
2013-11-06 cond-mat.str-el
Comment on ``Density Matrix Renormalization Group Study of the Haldane Phase in Random One-Dimensional Antiferromagnets"
在最近的一封信(PRL 83,3297(1999))中,飞田提出了数值结果,表明海森堡反铁磁自旋-1链的Haldom相对键的随机性是稳定的,对于键强度的箱形分布,即使当箱形分布延伸到零键强度。因此,作者得出结论,对于任何键强度分布,霍尔丹相对于键随机性都是稳定的,无论分布有多宽。在这篇评论中,我们(i)指出,本信中研究的随机分布并不代表最广泛的可能分布,因此这些数值结果并不能得出结论,即Halfonite相对任何随机性都是稳定的;以及(ii)提供临界随机性的半定量估计,超过该临界随机性,Haldom相屈服于随机单线态相,在一个特定的随机分布函数类的结合强度。
1999-11-11 cond-mat.str-el
Frustration and Correlations in Stacked Triangular Lattice Ising Antiferromagnets
我们研究多层三角晶格伊辛反铁磁体层间的相互作用是弱的和挫折的abc堆叠。通过分析这些系统的耦合高度模型的描述,我们表明,它们表现出一个经典的自旋液体制度在低温下,其中层内和层间的相关性很强,但没有长程序。在这种情况下,漫散射集中在倒易空间的螺旋上,如在材料LuFe $_2$ O $_4$和YbFe $_2$ O $_4$中观察到的电荷有序。
2016-01-04 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Strong frustration due to competing ferromagnetic and antiferromagnetic interactions: magnetic properties of M(VO)2(PO4)2 (M = Ca and Sr)
本文通过磁化强度、比热、~(31)P核磁共振和能带结构计算等方法,对钒磷酸盐配合物M(VO)_2(PO_4)_2(M = Ca,Sr)的磁性进行了详细的研究。实验数据表明,M(VO)2(PO 4)2中存在铁磁和反铁磁相互作用,导致居里-外斯温度θ CW < 1 K,而磁化率在3 K时达到最大值。比热和核磁共振测量也显示了弱的交换耦合,热力学能量标度J_c = 10-15 K。此外,磁比热最大值的降低表明自旋系统的强烈挫折。能带结构计算表明,M(VO)2(PO 4)2化合物的自旋体系基本上是三维的,具有由竞争的铁磁和反铁磁相互作用引起的阻挫.钙和锶化合物分别在T_N = 1.5 K和1.9 K时发生反铁磁长程有序。自旋模型揭示了一个不寻常的例子,可控挫折在三维磁系统。
2008-07-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interleaved bond frustration in a triangular lattice antiferromagnet
University of California, Santa Barbara(加州大学圣塔芭芭拉分校);Technical University of Munich(慕尼黑工业大学);Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室);Cornell High Energy Synchrotron Source, Cornell University(康奈尔大学高能同步辐射光源,康奈尔大学);Advanced Photon Source, Argonne National Laboratory(阿贡国家实验室先进光子源)
本文研究了三角晶格反铁磁化合物LnCd3P3中电荷与磁性的共存阻挫,发现其独特的CdP3单元通过kagome冰键关联导致长程有序受阻,为可掺杂半导体中嵌入阻挫磁性提供了新平台。
2025-10-22 cond-mat.str-el
Magnetic anisotropy and geometrical frustration in the Ising spin-chain system Sr5Rh4O12
报道了新合成的Sr_5Rh_4O_(12)单晶的结构和热力学研究。Sr5Rh4O12由沿着c轴的自旋链的三角形晶格组成。它是反铁磁有序低于23 K的链内和链间耦合铁磁性(FM)和反铁磁性(AFM),分别。有强有力的证据表明,伊辛字符的相互作用和几何挫折,导致不完整的远程AFM秩序。等温磁化强度表现出两个阶梯状的转变,导致亚铁磁状态在2.4 T和FM状态在4.8 T,分别。Sr_5Rh_4O_(12)是迄今为止在4d和5d基材料中发现的一种独特的受抑自旋链系统,不存在不完整的3d电子壳层。
2006-07-27 cond-mat.str-el
Phase diagram of Kondo-Heisenberg model on honeycomb lattice with geometrical frustration
我们计算了二维蜂窝晶格上的Kondo-Heisenberg模型的相图,并考虑了最近邻和次最近邻反铁磁自旋交换,研究了磁阻挫时RKKY和Kondo相互作用之间的相互作用.在从属费米子表象的平均场解耦技术中,我们导出了零温相图与近藤耦合$J_k$和阻挫强度$Q$的关系。几何阻挫可以破坏磁性有序,将原始反铁磁(AF)相驱动到非磁性价键态(VBS)。此外,我们还发现了两种不同的VBS。随着$J_k$的增加,发生从AF到近藤顺磁(KP)相的相变,而没有在正方晶格系统中发现的AF顺序与近藤屏蔽共存的中间相。在KP相中,阻挫的增强削弱了Kondo屏蔽效应,导致从KP到VBS的相变。我们还发现了一个从VBS恢复AF顺序的过程,通过增加$J_k$在很大范围内的挫折强度。我们的工作可能会提供更深入的理解在重费米子材料的相变,特别是对于那些表现出三角形挫折。
2016-07-19 cond-mat.str-el
One-dimensionalization by Geometrical Frustration in the Anisotropic Triangular Lattice of the 5d Quantum Antiferromagnet Ca3ReO5Cl2
我们报告出现的反铁磁自旋链从二维对齐的自旋各向异性三角晶格(ATL)在绝缘Ca 3ReO 5Cl 2。该化合物含有Re ~(6+)离子,每个离子在dxy轨道上有一个未配对电子,它们排列形成自旋为1/2的ATL,J '/J ~ 0.32,J = 41 K,其中J和J'分别是链内和链间的磁相互作用。尽管有明显的二维性,我们观察到明确的证据表明,一个无间隙的自旋液体是自旋1/2海森堡链的特征。这种一维化一定是由几何挫折引起的:在低温下,每条链中不断增长的反铁磁关联有效地抵消了链间的锯齿形耦合。Ca 3ReO 5Cl 2为我们提供了一个详细的了解ATL反铁磁体的有趣的物理,特别是通过与典型的ATL化合物Cs2 CuCl 4的比较。
2019-04-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Collapsing Behavior of the Ferrimagnetic Ground State of the $S=1/2$ Heisenberg Antiferromagnet on the Lieb Lattice due to Frustration
本文通过数值对角化研究 Lieb 格上含受挫的 $S=1/2$ Heisenberg 反铁磁体,发现受挫会导致亚铁磁基态发生不连续坍塌,并在自发磁化消失前出现微小磁化的基态。
2024-09-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Order by disorder and spiral spin liquid in frustrated diamond lattice antiferromagnets
阻挫是指不能同时满足的不同相互作用之间的竞争,这是许多磁性固体的常见特征。强的阻挫导致高度简并的基态,以及涨落对有序的大的抑制。阻挫磁性的关键挑战是表征波动的自旋液体制度,并确定在较低温度下的最终秩序的机制。在这里,我们研究了一个模型的金刚石晶格反铁磁体适用于许多尖晶石材料。随着足够强的挫折,大量的基态简并在螺旋中发展,螺旋的传播波矢位于动量空间中连续的二维"螺旋面“上。我们认为,一个重要的有序机制是熵分裂的简并基态,一个难以捉摸的现象,称为有序无序。一个广泛的“螺旋自旋液体”制度出现在更高的温度,其中底层的螺旋表面可以直接揭示通过自旋相关。我们讨论了这些预测之间的协议,以及其特征尖晶石MnSc2S4。
2006-11-30 cond-mat.str-el
Quantum phase transitions and dimensional reduction in antiferromagnets with inter-layer frustration
对于具有完全受挫层间相互作用的磁体,我们认为,从顺磁到反铁磁基态的量子相变,由压力或磁场驱动,是渐近三维的,由于相互作用产生的非受挫层间耦合。然而,相关的交叉尺度是微小的,这样的二维行为发生在实验相关的低温制度。在压力驱动的情况下,相变可能分裂,在这种情况下,与层间键序相关的伊辛对称性在磁性发生之前被破坏。我们讨论了我们的结果的关系,最近的实验BaCuSi2O6。
2007-11-08 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Infinite-randomness critical point in the itinerant quantum antiferromagnet
利用序参量场论的蒙特卡罗模拟研究了三维无序巡游反铁磁体的量子相变。我们发现了强有力的证据表明,过渡是由一个无限随机不动点控制的:动态标度被激活,即,能量的对数就像长度的幂,意味着无穷大的动力学指数。能隙的概率分布非常宽,并且随着系统尺寸的增加而变得更宽,甚至在对数尺度上也是如此。
2002-06-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Layered frustrated antiferromagnetic Heisenberg spin model: role of inplane frustration and interlayer coupling
本文对层状$J_{1}-J_{2}$反铁磁海森堡自旋模型进行了精确对角化研究,考察了层间反铁磁耦合$J_{\perp}$存在时,面内次近邻耦合$J_{2}$引起的阻挫效应.考虑了$(4\times 3)\oplus (4\times 3)$层状几何中的24个自旋的有限晶格,并使用Davidson迭代算法对角化所得到的哈密顿矩阵,以获得基态和一些低的激发态。由于需要大量的运行来对$J_{1}-J_{2}-J_{\perp}$参数空间进行采样,因此晶格尺寸($24$自旋与$S_{z}^{tot}=0$子空间中的$2704156$的希尔伯特空间维度)保持相对较小。计算了不同自旋-自旋耦合参数下的类自旋能隙、Shannon熵、自旋-自旋关联、静态自旋结构因子、磁比热和磁化率。随着层间耦合的增加,系统被驱动到具有长程序的态,并且夹在Néel和共线有序态之间的量子顺磁无序态的间隔在面内阻挫参数的尺度上变窄。
2016-04-03 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Frustration-driven unconventional magnetism in the Mn$^{2+}$ ($S=\frac{5}{2}$) based two-dimensional triangular-lattice antiferromagnet Ba$_{3}$MnTa$_{2}$O$_{9}$
本研究合成Ba$_{3}$MnTa$_{2}$O$_{9}$,通过实验与DFT/ASD模拟揭示其Mn$^{2+}$三角晶格中几何阻挫导致低温下无长程磁有序,熵释放低于理论值,竞争相互作用与准二维性为根源。
2025-10-16 cond-mat.str-el
Finite-$U$ induced competing interactions, frustration, and quantum phase transition in a triangular-lattice antiferromagnet
三角晶格上哈伯德模型的$120^0$有序反铁磁态是$120^0$控制的竞争相互作用和挫折的有趣例子。发现在$U^* _{\rm stiff} \approx 6$处自旋刚度消失,而在${\bf q}_M=(2π/3,0)$等处自旋波能量$ω_M$消失,这是由于在有限的$U$处产生的竞争自旋耦合。由于${\bf q}_M$的磁不稳定性导致的磁序损失在$U=U_{\rm M}^*$的绝缘态产生一阶量子相变。讨论了量子自旋无序绝缘体对有机体系$\rm κ-(BEDT-TTF)_2 X$中自旋-液体态和Mott转变的影响。空穴和电子掺杂对磁有序和自旋刚度的影响也进行了研究。
2005-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferrimagnetism, Antiferromagnetism and Magnetic Frustration in La$_{2-x}$Sr$_{x}$CuRuO$_{6}$ (0 <= x <= 1)
我们研究了一系列绝缘双钙钛矿化合物La $_{2-x}$ Sr $_{x}$ CuRuO $_{6}$(0 $\le$ x $\le$ 1)的结构和磁性,代表通过\textit{A} -位取代的掺杂.端元La $_{2}$ CuRuO $_{6}$和LaSrCuRuO $_{6}$形成单斜结构,中间体Sr掺杂化合物稳定在三斜结构。Cu和Ru离子位于钙钛矿晶格的交替B-位点上,在未掺杂的样品中具有$\sim$ 15%的反位缺陷,而Sr掺杂的样品在B-位点处显示出更高的有序化趋势。未掺杂的(x = 0)化合物在低温下表现出类似亚铁磁性的行为。在令人惊讶的对比,通常的期望增强铁磁相互作用的掺杂,反铁磁类基态实现所有掺杂样品(x $>$ 0)。热容量的测量表明,在任何这些化合物的情况下,任何长程磁秩序。在所有化合物中观察到的磁弛豫和记忆效应表明与磁无序和挫折相关的玻璃态动力学性质。我们发现,所观察到的磁性之间的竞争占主导地位的最近的邻居Ru-O- Cu 180 $^\circ$超交换相互作用和下一个最近的邻居Ru-O-O-Ru 90 $^\circ$超交换相互作用,以及通过形成反位缺陷与互换的Cu和Ru的位置。我们计算的交换相互作用参数从第一原理计算$x$ = 0和$x$ = 1支持这种解释。
2012-07-31 cond-mat.str-el
Comment on "Frustration and Multicriticality in the Antiferromagnetic Spin-1 Chain"
最近由Pixley、Shashi和Nevidomskyy [Phys.Rev.B90,214426(2014)]研究的具有双线性-双二次和次近邻相互作用的自旋-1链的相图已经根据我们最近在类似模型上获得的结果重新审视。结合广泛的密度矩阵重整化群(DMRG)模拟与共形场论的论点,我们确认了Pixley等人确定的三个相的存在,Half-Phase,次近邻(NNN)Half-Phase和二聚相,但我们得出了关于二聚相的相变性质的明显不同的结论:i)我们提供了在NNN-Half相和二聚相之间连续伊辛转变的数值证据; ii)我们证明了三临界终点,在那里,Halfenic相和二聚相之间的连续转变变成一级转变,最后,我们证明了三临界终点与终止于此点的连续跃迁线处于相同的Wess-Zumino-Witten(WZW)SU(2)2级普适类中
2016-06-28 cond-mat.str-el
Interplay of anisotropy and frustration: triple transitions in a triangular-lattice antiferromagnet
本文研究了三角晶格上单离子易轴各向异性的经典海森堡反铁磁体。构造了外磁场中的平均场相图。通过零场蒙特卡罗模拟,发现了三个有限温度Berezinskiii-Kosterlitz-无相变。两个上部的过渡与离散的${\mathbb Z}_{6}$对称群的破缺有关,而最低的过渡与横向分量的准长程有序有关。第一和第二转变之间的中间共线相位是由J. V. José { \it et al}预测的滑动相位。[Phys. Rev. B { \bf 16},1217(1977)]。
2009-08-24 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Frustration-driven topological textures on the honeycomb lattice: antiferromagnetic meron-antimeron and skyrmion crystals emerging from spiral spin liquids
本文研究受挫蜂巢晶格反铁磁体中弱次近邻 DM 相互作用诱导的拓扑织构,通过 Luttinger-Tisza 近似和蒙特卡洛模拟揭示 meron-反meron 对晶体、气相及反铁磁斯格明子晶体相,并构建完整相图。
2025-02-18 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Hidden frustration in the triangular-lattice antiferromagnet NdCd3P3
本研究针对三角晶格反铁磁体NdCd₃P₃,结合多种实验手段揭示了常规居里-外斯阻挫指数无法检测的隐藏阻挫,证实了其磁基态劈裂与低能涨落特征,并讨论了相关阻挫对材料物理性质的影响。
2025-09-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Anisotropy, frustration and saddle point in the twisted Kagome antiferromagnet ErPdPb
University of Notre Dame(圣母大学);Ames National Laboratory(艾姆斯国家实验室);U.S. Department of Energy(美国能源部);George Mason University(乔治梅森大学)
ErPdPb在扭曲kagome晶格中表现出显著的各向异性磁性,通过实验和理论研究揭示了其反铁磁序、易轴各向异性及自旋分裂鞍点等特性。
2026-02-09 cond-mat.str-el
Quantum phase diagram of a frustrated antiferromagnet on the bilayer honeycomb lattice
本文研究了双层蜂窝晶格中自旋为1/2的海森堡反铁磁体。使用一组互补的方法,即Schwinger玻色子,二聚体级数展开,键算符和精确对角化,我们绘制出量子相图。通过分析基态能量和基元激发谱,我们发现了四个不同的相,对应于三个共线的磁性长程有序态和一个量子无序的层间二聚体相。我们详细地说,后者相是热力学连接到一个“确切的”单重产物的双分子层的基态存在沿线的最大层间挫折。其余三个阶段的顺序将予以澄清。
2016-02-11 cond-mat.str-el
Nematic quantum phases in the bilayer honeycomb antiferromagnet
蜂窝状双层晶格上的自旋$-1/2$海森堡反铁磁体显示出丰富多样的半经典和真正的量子相,由层内阻挫和层间交换之间的相互作用控制。采用一套互补的技术,包括自旋旋转不变的Schwinger玻色子平均场论,债券运营商,和一系列的扩展,我们揭开了量子相图,分析低能量激发和序参量。凭借Schwinger玻色子,我们扫描的交换参数的完整范围内,涵盖了远程有序以及量子无序基态,并揭示了存在一个扩展的,挫折感生的晶格相变在一个范围内的中间交换尚未探索。
2017-12-21 cond-mat.str-el
Fractons from frustration in hole-doped antiferromagnets
最近对张量规范理论的理论研究发现了一种奇异的准粒子,被称为分形子,它遵守电荷和偶极守恒。在这里,我们描述的偶极守恒定律在现实系统中的物理实现。我们发现分形子在空穴掺杂的反铁磁体中找到了自然的实现。在那里,单个空穴基本上是固定的,而偶极空穴对则可以轻松移动。首先,我们证明了一个广泛的参数制度的分形行为在空穴掺杂的二维伊辛反铁磁体可行的通过五个订单微扰理论。然后,我们专门的情况下,孔限制在一个维度,否则二维反铁磁背景,这可以实现通过在实验中的应用程序的外部字段,并证明理想的分形行为。我们明确地将模型映射到一个具有偶极矩守恒的分形哈密顿算子上。在这些系统中,分形性的表现包括空穴的重力聚集。我们还讨论了分形行为的诊断,我们认为这是证明了现有的实验结果。
2020-09-11 cond-mat.str-el hep-th
Magnetism driven by fluctuations and frustration in synthetic triangular antiferromagnets with ultracold fermions in optical lattices
基于冷原子气体的量子模拟器可以提供一个理想的平台来研究固体材料有趣特性背后的微观机制,并进一步探索化学合成无法实现的新奇现象。在这里,我们提出并理论分析了相干耦合的二元混合费米原子的三角形光晶格作为一个有前途的实现合成阻挫反铁磁体。我们进行了一个集团平均场加标度分析表明,基态表现出几个非平凡的磁相位和一个新的自旋重取向转变所造成的量子有序无序机制。此外,我们发现,从蒙特卡罗模拟的热涨落诱导的Berezinskiii-Kosterlitz-无规物理和长程序在不同的量子点的一个意想不到的共存。这些预测,除了与三角形反铁磁材料的当前和未来实验相关之外,还可以在实验室中结合当前可用的冷原子技术进行测试。
2018-08-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Strong magnetic frustration in Y$_{3}$Cu$_{9}$(OH)$_{19}$Cl$_{8}$: a distorted kagome antiferromagnet
本文报道了$_{3}$ CuPDMATHABMN(OH)$_{19}$ Cl $_{8}$的晶体结构和磁性。在水热条件下生长Y $_{3}$ Cu $_{9}$(OH)$_{19}$ Cl $_{8}$的单晶。其结构由单晶X射线衍射确定,并由中子粉末衍射证实。所观察到的结构揭示了两个不同的Cu-位置,导致与密切相关的YCu $_{3}$(OH)$_{6}$ Cl $_{3}$相反的轻微变形的kagome层。居里-外斯行为在高温下的外斯温度$θ_{W}$的数量级的$-100$ K,显示出一个大的占主导地位的反铁磁耦合的kagome平面内。单晶比热和磁化强度的测量揭示了一个反铁磁转变T $_{N}=2.2$ K表示一个明显的挫折参数$θ_{W}/T_{N}\approx50$。粉末样品和单晶的光学透射实验证实了结构的发现。比热测量YCu $_{3}$(OH)$_{6}$ Cl $_{3}$下降到0.4 K证实了该系统的量子自旋液体状态。因此,这两个Y-Cu-OH-Cl化合物提出了一个独特的设置,以研究密切相关的结构与自旋液体状态和强烈受挫的AFM有序状态,通过稍微释放的挫折在一个kagome晶格。
2017-02-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phase separation versus supersolid behavior in frustrated antiferromagnets
研究了弱耦合二聚体自旋半阻挫模型中自旋超实性与相分离之间的竞争。我们首先考虑系统的硬核玻色子的正方形晶格上,在这里研究的自旋模型的低能物理可以映射到,并制定一个标准,用于衡量超固体秩序和畴壁形成的基础上强耦合参数之间的相互作用。有效的玻色子模型的自旋模型推导出通过承包商重整化(CORE)算法,我们建议结合一个自洽的集群平均场的解决方案与我们的标准相分离的发生,以获得作为挫折和磁场的函数的相图。在强阻挫极限下,该模型对相分离是不稳定的,这与最近发表的结果相矛盾。然而,一个稳定的超固体区域被确定为中间挫折,在一个参数范围内没有调查到目前为止,可能的实验相关性。
2011-05-10 cond-mat.str-el
Incommensurate state in a quasi-one-dimensional $S=1/2$ bond-alternating antiferromagnet with frustration in magnetic fields
研究了磁场中次近邻相互作用下$S=1/2$键交替自旋链的临界性质。通过数值计算和基于有效哈密顿量的精确解,我们发现在饱和半磁化强度附近存在一个参数区域,在该区域纵向无公度自旋关联占主导地位.我们的结果可能的解释进行了讨论。接下来我们研究链间相互作用($J^{\prime}$)的影响。将密度矩阵重整化群方法与链间平均场论理论相结合,计算了交错磁化率和均匀磁化强度。在$J^{\prime}=0$情形中,对于主导纵向非公度自旋相关的参数,在饱和半磁化强度附近达到$J^{\prime}$的某个临界值时,不出现交错的长程序。我们计算了在这样一个参数区域的静态结构因子。在$k=2k_{\rm F}$的静态结构因子的大小依赖性意味着该系统有一种趋势,形成一个不相称的长程序周围的饱和的半磁化。讨论了五氟苯基硝酰基氮氧自由基在磁场中的核磁共振弛豫速率的最新实验结果。
2004-08-09 cond-mat.str-el
Weakly frustrated two-dimensional Heisenberg antiferromagnets: thermodynamic properties from a non-perturbative approach
本文利用量子分级参照理论(QHRT)分析了Neel相(J_2/J_1<0.4)中自旋S二维量子海森堡反铁磁体的热力学性质.我们研究了在有限温度和不同阻挫比下的交错磁化率、结构因子和关联长度。从有限温度的结果,我们还推断基态的属性,如自旋刚度和自发交错磁化,提供了量子校正的程度的估计。这些量作为阻挫函数的行为可能提供了一些线索,在零温度下的Neel相的击穿较大的J_2值。
2005-09-01 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
Frustration effects in magnetic molecules
利用精确对角化方法研究了立方八面体和二十半十二面体上海森堡反铁磁体的基态和低温物理性质。两者都是受抑磁性多面体,对应于磁性分子Cu_(12)La_(8)和Mo_(72)Fe_(30)中磁性原子的排列。强烈的量子涨落和挫折的相互作用,极大地影响了基态自旋关联,并导致了一个有趣的磁化过程在低温下。此外,挫挫产生低位非磁性激发,导致比热的额外低温峰值。
2005-01-17 cond-mat.str-el