Frustration on a centred pyrochlore lattice in metal-organic frameworks
Rajah Nutakki, Richard Röß-Ohlenroth, Dirk Volkmer, Anton Jesche, Hans-Albrecht Krug von Nidda, Alexander A. Tsirlin, Philipp Gegenwart, Lode Pollet, Ludovic D. C. Jaubert
Geometric frustration inhibits magnetic systems from ordering, opening a window to unconventional phases of matter. The paradigmatic frustrated lattice in three dimensions to host a spin liquid is the pyrochlore, although there remain few experimental compounds thought to realize such a state. Here we go beyond the pyrochlore via molecular design in the metal-azolate framework [Mn(II)(ta)$_2$], which realizes a closely related centred pyrochlore lattice of Mn-spins with $S=5/2$. Despite a Curie-Weiss temperature of $-21$ K indicating the energy scale of magnetic interactions, [Mn(II)(ta)$_2$] orders at only 430 mK, putting it firmly in the category of highly frustrated magnets. Comparing magnetization and specific heat measurements to numerical results for a minimal Heisenberg model, we predict that this material displays distinct features of a classical spin liquid with a structure factor reflecting Coulomb physics in the presence of charges.
Impact of geometrical frustration on charge transport near the Mott transition in pyrochlore (Y$_{1-x}$Cd$_{x}$)$_{2}$Mo$_{2}$O$_{7}$
为了探索阻挫晶格强关联电子系统中的新的自旋-电荷耦合现象，研究了烧绿石结构空穴掺杂自旋玻璃（Mott）绝缘体（Y $_{1-x}$ Cd $_{x}$）$_{2}$ Mo $_{2}$ O $_{7}$的电荷输运和动力学.在空穴掺杂导致自旋玻璃态消失的同时，出现了具有强重整化电子质量的扩散金属输运，这种输运没有长程自旋有序，这是由几何阻挫引起的强反铁磁自旋涨落引起的.
Frustration induced inversion of magnetocaloric effect and enhanced cooling power in substituted Pyrochlore Iridates
我们研究了局部3d Cr 3+磁矩部分取代5d Ir 4+位置对Y2 Ir 2 O 7（YIO）烧绿石铱酸盐磁热性能的影响。我们发现，Y2 Ir 2-xCrxO 7（YICO）发生团簇玻璃化转变，可能是由于RKKY一样的本地化的Cr 3+时刻占据烧绿石网络中的随机站点之间的相互作用，介导的5d Ir传导电子。铁磁团簇和反铁磁团簇的共存导致了常规磁热效应和逆磁热效应。我们观察到显着增强传统以及逆MCE与替代。虽然传统的MCE和反MCE在取代的铱酸盐的值不大，效果跨越一个巨大的工作温度窗口，从而导致数量级的增强冷却功率，该值是可比的标准磁热材料。
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。
Wasp -- Waisted loop and Spin frustration in Dy$_{2-x}$Eu$_x$Ti$_2$O$_7$ Pyrochlore
研究了Dy $_{2-x}$ Eu $_x$ Ti $_2$ O $_7$的拉曼光谱和交流、直流磁化强度。在Raman光谱中，Dy $_{2-x}$ Eu $_x$ Ti $_2$ O $_7$中所有声子模随Eu含量的系统位移证实了Dy $^{3+}$离子被Eu ~（3+）离子取代。高浓度的Eu在Dy $_{2-x}$ Eu $_x$ Ti $_2$ O $_7$中诱导了偶极交换相互作用和晶场相互作用。富Eu样品（x=1.8和1.9）的磁滞回线存在蜂腰现象，这是由于偶极场和各向异性交换相互作用共存的结果。交流磁化率在x = 1.5，1.8，1.9的样品中显示了Dy $^{3+}$和Eu $^{3+}$离子的两个单离子自旋冻结跃迁。
Geometrically Frustrated Quadrupoles on the Pyrochlore Lattice and Generalized Spin Liquids
Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）；Laboratoire Léon Brillouin, CEA, CNRS, Université Paris-Saclay（里昂·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）；Université Grenoble Alpes, CNRS, Institut Néel（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，尼尔研究所）
Analytical theory of pyrochlore cooperative paramagnets
烧绿石晶格与几个潜在的和实际的自旋液相，作为其强大的几何挫折的结果。在有限的温度下，这些可以表现出一个不寻常的广泛的交叉制度，以传统的顺磁体。在这里，我们研究这个政权分析显示如何一个单四面体哈密顿量可以外推超出第一项的高温膨胀，并产生的相关性的建立的见解。我们将讨论这种不寻常的行为是如何带来的结构的特征空间的耦合矩阵。进一步有趣的行为可以出现在相变附近的参数值：我们发现共存的$(111)$棒和$(220)$峰的结构因子，在Yb $_2$ Ti $_2$ O $_7$的中子散射实验中观察到。
Magnetic transition, long-range order, and moment fluctuations in the pyrochlore iridate Eu2Ir2O7
μ子自旋旋转和弛豫实验中的烧绿石铱酸盐Eu 2 Ir 2 O 7产生一个明确的μ子自旋进动频率低于金属-绝缘体/反铁磁转变温度TM = 120 K，表示远程相称的磁秩序，从而排除了量子自旋液体和自旋玻璃样基态。动态μ子自旋弛豫速率在2 K和~TM之间与温度无关，并产生了非常长的Ir^{4+}自旋相关时间，表明低位自旋激发的奇异密度。类似的行为被发现在其他pyrophores和几何挫折系统，但也在unfrustrated iridate BaIrO 3。Eu 2 Ir 2 O 7可能只有微弱的阻挫;如果是这样的话，奇异性可能与小能隙绝缘态有关，而不是阻挫。
Nonequilibrium low temperature phase in pyrochlore iridate Y$_2$Ir$_2$O$_7$: Possibility of glass-like dynamics
几何阻挫效应和自旋轨道耦合效应共同影响着烧绿石基铱氧化物的性质。本文研究了烧绿石铱酸盐Y $_2$ Ir $_2$ O $_7$的结构、磁性、热力学和输运性质。磁化强度数据显示，在温度$T_{irr}$ $\sim$ 160 K附近出现磁不可逆性，然而，在低于$T_{irr}$的温度下没有观察到长程型铁磁有序的迹象。比热数据显示在$T_{irr}$上没有明显的异常，数据分析表明在费米能级上有相当大的态密度。随温度变化的X-射线衍射测量表明，在结构对称性没有变化到低温。另一方面，该材料显示出类似于玻璃态动力学的显著弛豫和老化行为。在这个高度绝缘的系统中的电子电荷输运被发现遵循幂律依赖与温度。该材料表现出负磁电阻效应，并用量子干涉效应解释了这一现象。
Many-body electronic structure in pyrochlore superconductor CsBi2 and spin liquid Pr2Ir2O7
Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area（粤港澳大湾区量子科学中心）；Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；Yangtze Delta Region Academy of Beijing Institute of Technology（北京理工大学长三角研究院）；Nanjing University（南京大学）；Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海微系统与信息技术研究所）；Shanghai Advanced Research Institute, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海高等研究院）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Tohoku University（东北大学）；Iowa State University（爱荷华州立大学）；Ames National Laboratory（艾姆斯国家实验室）；Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；Shenzhen Huazhong University of Science and Technology Research Institute（深圳华中科技大学研究院）；The University of Tokyo（东京大学）；University of Augsburg（奥格斯堡大学）
Structural properties of the geometrically frustrated pyrochlore Tb2Ti2O7
虽然理论上表现出最近邻反铁磁相互作用和几何挫折的材料在没有无序的情况下不应该磁有序，但很少有这样的系统被实验观察到。一个这样的系统似乎是烧绿石Tb 2 Ti 2 O 7。然而，以前的结构研究表明，Tb_2Ti_2O_7是一个不完美的烧绿石。为了澄清这种情况，我们进行了中子粉末衍射（NPD）和X射线吸收精细结构（XAFS）的样品上的测量，这些样品是相同的制备，显示没有磁序。NPD测量结果表明，Tb_2Ti_2O_7的长程有序结构在4.5 ~ 600 K之间没有发生结构转变。具体而言，每个部位的均方位移（u^2）遵循无偏移的德拜模型。在2%的上限内，没有观察到Tb/Ti位点互换的证据。同样，在标称烧绿石值的2%的上限内，没有观察到氧化学计量的过量或不足。Tb L3-和Ti K-边XAFS测量从20-300 K类似地表明一个良好有序的局部结构。考虑了结构的其他方面。我们得出结论，Tb 2 Ti 2 O 7具有，在实验误差范围内，一个理想的，无序的烧绿石晶格，从而使系统保持在一个动态的，受挫的自旋状态的最低观测温度。
Emergent Vortex Ordering in a Multiflavor Pyrochlore-Lattice Compound GeCo$_2$O$_4$
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Comprehensive Research Organization for Science and Society (CROSS)（综合研究组织科学社会）；Rutherford Appleton Laboratory（鲁瑟福阿普顿实验室）；Peking University（北京大学）；China Institute of Atomic Energy（中国原子能科学研究院）
