Electronic structure, magnetic and dielectric properties of the edge-sharing copper-oxide chain compound NaCu$_{2}$O$_{2}$
我们报告了一个实验研究的\nco,莫特绝缘体包含链的边缘共享CuO $_4$斑块,通过偏振X射线吸收光谱(XAS),共振磁X射线散射(RMXS),磁化率,和热释电电流测量。的XAS数据表明,价空穴只驻留在铜的氧化物自旋链内的Cu $^{2+}$网站和填充的CuO $_4$斑块内极化的$d$ -轨道。RMXS测量证实了存在的无公度磁序低于$T_N = 11.5$ K的Néel温度,这是以前从中子粉末衍射和核磁共振数据推断。结合磁化率和XAS数据,他们还证明了一个新的“轨道”选择规则RMXS是普遍相关的磁性结构测定通过这种技术。介电性质测量揭示了在$T_N$以下不存在显著的铁电极化,这与对同构化合物\lco的相应观察形成鲜明对比。结果进行了讨论的背景下,目前的多铁性理论。
2009-12-01 cond-mat.other cond-mat.str-el
AgCuVO4: a quasi one-dimensional S = 1/2 chain compound
我们对最近合成的自旋为1/2的银-铜-钒酸盐AgCuVO_4体系进行了实验和计算研究[A. Möller和J. Jainski,Z. Anorg.所有634,1669(2008)],其显示反式角共享[CuO 4]斑块的链。AgCuVO_4的静态磁化率和比热测量结果可以用Bonner-Fisher自旋链模型很好地近似描述,J_intra ~ 330 K。Neel型的顺序在~ 2.5 K的证据是从比热和ESR研究证实。为了独立地获得基于微观的磁性模型,进行密度泛函电子结构计算。在良好的协议与实验数据,我们发现明显的一维磁交换沿角共享链与小链间耦合。实验观察到的和计算的有序温度之间的差异可以被分配到一个相当大的链间挫折来自计算。
2009-06-18 cond-mat.str-el
Frustration and anisotropic exchange in ytterbium magnets with edge-shared octahedra
我们考虑的结构各向异性交换相互作用的镱基绝缘稀土磁体建立从边共享八面体。我们认为,三价镱的功能和这种结构配置允许定性确定不同的各向异性交换制度,可能会出现在这样的化合物。这种超交换计算的有效性进行了测试,通过比较,以及呼吸烧绿石化合物Ba $_3$ Yb $_2$ Zn $_5$ O $_{11}$。有了这个在手,我们然后考虑应用到三维烧绿石尖晶石以及二维蜂窝和三角形晶格系统,从这样的边共享八面体。我们发现了一个扩展的制度,强大的新兴弱各向异性占主导地位的反铁磁海森堡相互作用,以及较小的区域具有强各向异性。我们讨论了我们的结果与上述结构的已知化合物的影响,如尖晶石AYb $_2$ X $_4$(A = Cd,Mg,X = S,Se),三角形化合物Yb MgGaO $_4$,最近出现的观察非常规磁现象的有前途的候选人。最后,我们推测的R $_2$ M $_2$ O $_7$烧绿石化合物和一些很少研究蜂窝镱磁体的影响。
2018-02-08 cond-mat.str-el
Incommensurate spin density modulation in a copper-oxide chain compound with commensurate charge order
中子衍射已被用来确定的磁性结构的Na $_8$ Cu $_5$ O $_{10}$,一个化学计量的化合物,含有链的基础上共享边缘CuO $_4$斑块。该链掺杂有2/5孔每个Cu网站,并表现出长程相称的电荷秩序与发病远高于室温。低于$T_N = 23$ K,中子数据表明长程共线磁序与自旋密度调制,其传播矢量是相称的沿和不相称的垂直链。竞争链间交换相互作用进行了讨论,作为一个可能的起源的无公度磁秩序。
2008-08-07 cond-mat.str-el
Spin dynamics of edge-sharing spin chains in SrCa13Cu24O41
利用中子非弹性散射研究了高钙掺杂准一维磁体SrCa_(13)Cu_(24)O_(41)在磁有序态下的低能磁激发。我们观察到的无隙自旋波激发,色散沿a和c轴,但沿b轴非色散。这种激发归因于来自自旋链亚晶格的自旋波。模型拟合实验数据给出最近邻相互作用Jc为5.4 meV和链间相互作用Ja = 4.4 meV。Jc是反铁磁的,其值接近于类似的边共享自旋链系统,如CuGeO3的最近邻相互作用。与Sr_(14)Cu_(24)O_(41)中的空穴掺杂自旋链相比,SrCa_(13)Cu_(24)O_(41)中的自旋链表现为无隙激发,而Sr_(14)Cu_(24)O_(41)中的自旋链则表现为无隙激发。我们将这种从有隙激发到无隙激发的变化归因于Ca掺杂后空穴从链状亚晶格转移到梯形亚晶格。
2019-01-07 cond-mat.str-el
Analysis of the magnetic response of the edge-sharing chain cuprate Li$_2$CuO$_2$ within TMRG
人们普遍认为,共边铜氧化物材料的低能物理具有一维特征。研究这类系统的相关模型被认为是具有铁磁最近邻(NN)相互作用和反铁磁次最近邻相互作用的一维扩展海森堡模型。然而,到目前为止,这种材料的理论研究一直局限于各向同性相互作用的情况下。在本工作中,我们比较了一维扩展海森堡模型的自旋磁化率的各向异性的NN通道,通过传输矩阵重整化群方法,与边共享链铜酸盐Li $_2$ CuO $_2$。
2015-11-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic character of the empty density of states in uranium compounds from X-ray magnetic circurlar dichroism
本文讨论了已发表的金属铀化合物的X射线磁性圆二色性(XMCD)测量结果,着重讨论了M_5边二色性信号的形状。有时会观察到由正峰和负峰组成的分辨良好的双瓣结构。用XMCD方法研究了12种金属铀化合物,其中6种在M_5边缘具有强烈的双瓣结构。该线形给出了关于空5 f磁态密度的信息,其中角量子数j=7/2。对这两类化合物的j=7/2带的分裂和不同m_7/2亚能级之间的占位给出了有关的结论。
2002-07-19 cond-mat.str-el
Wigner crystallization in Na(3)Cu(2)O(4) and Na(8)Cu(5)O(10) chain compounds
本文报道了新型共边链状体系Na(3)Cu(2)O(4)和Na(8)Cu(5)O(10)的合成,它们形成具有相称电荷序的绝缘态。我们确定这些系统作为一维维格纳晶格,其中的电荷顺序是由长程库仑相互作用和铜d-壳层中的孔的数量。我们的解释是支持的X射线结构数据,以及通过分析磁化率和比热数据。值得注意的是,由于大的第二邻居Cu-Cu跳跃,这些系统允许(经典)维格纳晶格和量子力学起源的4k_F电荷密度波之间的区别。
2005-01-11 cond-mat.str-el
Experimental Evidences of Quantum Phase Transition in a Spin Cluster Compound
报道了具有各向同性海森堡相互作用的双自旋团簇材料NH_4CuPO_4·H_2O在磁场诱导下的量子相变(QPT)的实验实现。实验磁化和比热数据已收集作为温度和磁场的函数。用海森堡二聚体模型对实验数据进行了分析。利用实验数据构造了表征自旋局域和非局域性质的两个量子互补观测量,当磁场扫过某一特定值时,通过部分量子信息共享,观察到了QPT的明显证据.当在低温下测量比热作为磁场的函数时,也观察到QPT的特征。此外,使用实验比热数据,计算磁能值和它们的变化被捕获作为磁场和温度的函数。
2014-09-13 cond-mat.str-el
Cu $K$-edge Resonant Inelastic X-Ray Scattering in Edge-Sharing Cuprates
我们目前的计算共振非弹性X射线散射(RIXS)在边缘共享的氧化铜系统,如CuGeO $_{3}$和Li $_{2}$ CuO $_{2}$,适合硬X射线散射的光激发电子位于以上的氧2 p和铜3d轨道能量。我们进行精确的对角化的多带哈伯德和确定的能量,轨道特性和共振配置文件的激发,可以通过RIXS探测。在2-7 eV光子能量损失范围内,我们发现Li $_{2}$ CuO $_{2}$和CuGeO $_{3}$与最近的结果非常一致。
2007-10-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ferromagnetic Exchange Anisotropy from Antiferromagnetic Superexchange in the Mixed 3d-5d Transition-Metal Compound Sr3CuIrO6
本文报道了一维铜铱氧化物Sr $_3$ CuIrO $_6$中不寻常的铁磁性的实验和理论研究。利用Ir $L_3$边缘共振非弹性X射线散射,我们揭示了一个大的间隙磁激发谱。我们发现这是由一个不寻常的交换各向异性产生机制,即强铁磁各向异性所产生的反铁磁超交换,驱动交替的强和弱自旋轨道耦合的$5d$ Ir和3d铜磁性离子,分别。从对称性考虑,这种新的机制通常存在于具有共边Cu $^{2+}$ O $_4$斑块和Ir $^{4+}$ O $_6$八面体的系统中。我们的研究结果指出,不寻常的磁性行为,预计在混合的3d-5d过渡金属化合物通过交换途径,是不存在的纯3d或5d化合物。
2013-08-02 cond-mat.str-el
First principles calculations of X-ray absorption in an ultrasoft pseudopotentials scheme: from $α$-quartz to high-T$_c$ compounds
基于连分数方法和超软赝势,发展了一种计算固体K边X射线吸收谱的第一性原理方法.该方法允许计算的K-边X射线吸收光谱的过渡金属和稀土化合物与大大减少截止相对于正常保存的情况下。我们通过计算$α$石英中Si和O的K边、Cu中Cu的K边和La $_2$ CuO $_4$中Cu的K边来验证该方法。对于硅和O边的情况下,在$α$石英和铜,我们得到了很好的协议与实验数据。在La $_2$ CuO $_4$(一种被认为是密度泛函理论的实能材料)的Cu K边谱中,我们把所有的近边和远边峰都归因于单粒子激发。
2009-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic order and anisotropic interactions induced by mixing between the $J=1/2$ and $3/2$ sectors in spin-orbit coupled honeycomb-lattice compounds
在无Hund耦合的三轨道相互作用电子模型中,研究了由$J=1/2$扇区和磁性惰性3/2扇区之间的混合产生的弱各向异性相互作用在蜂窝晶格上产生的新的磁有序.自洽确定的磁序产生各向异性的Néel和锯齿形订单不同的参数制度,突出了新兴的单离子各向异性的影响。磁振子激发的研究表明,与跳跃能量尺度相比,磁振子能量尺度非常小,并且对于较小的自旋轨道耦合,各向异性效应增强。这些结果解释了蜂窝晶格化合物如$\rm Na_2 Ir O_3$和$\rm Ru Cl_3$的几个特征,其中磁活性$J=1/2$扇区内的主导阶各向异性相互作用由于边缘共享八面体而完全猝灭。
2019-08-24 cond-mat.str-el
Magnetic circular dichroism of x-ray absorption spectroscopy at rare-earth L2,3 edges in RE2Fe14B compounds (RE = La, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu)
对RE_2Fe_(14)B中几乎所有系列稀土元素的X射线吸收光谱(XAS)L_2,3边的磁圆二色性(MCD)进行了实验和理论研究。通过对复杂MCD谱形的定量比较,我们发现:(i)4f-5d原子内交换作用不仅诱导了5d态的自旋和轨道极化,这对2 p芯态到空5d导带的电偶极跃迁的MCD谱至关重要,而且它还伴随着5D波函数的径向部分的收缩,这取决于其自旋和轨道状态,这导致2 p-5D偶极矩阵元的增强,(ii)由于与周围铁的自旋极化的3d态的杂化而导致的5d态的自旋极化起重要作用的情况,以及(iii)从2 p芯态到磁值的电四极跃迁!在偶极谱的前边缘区域处,NCE 4F状态是可感知的。特别是,我们的研究结果表明,它是重要的,包括偶极子矩阵元素的增强效应,在RE L2,3边缘的MCD谱的正确解释。
2000-12-06 cond-mat.str-el
Frustrated antiferromagnetic spin chains of edge-sharing tetrahedra in volcanic minerals K3Cu3(Fe0.82Al0.18)O2(SO4)4 and K4Cu4O2(SO4)4MeCl
本文根据结构数据计算了两种非中心对称矿物K_3Cu_3(Fe_(0.82)Al_(0.18))O_2(SO_4)_4和K_4Cu_4O_2(SO_4)_4Cu_(0.5)Cl的磁相互作用的符号和强度。从计算结果可以看出,这两种矿物都是准一维阻挫反铁磁体。它们包含受挫的自旋链从边共享铜4四面体与链内的强反铁磁耦合和链之间的非常弱的。磁相互作用的强阻挫与在pipite的四面体链中的电极化的强度的存在相结合。讨论了这些矿物晶体结构的特殊性所引起的磁性结构的独特性。保留字:阻挫准一维反铁磁体,四面体自旋链,钾铁矾K3Cu3(Fe0.82Al0.18)O2(SO4)4,钙钛矿K4Cu4O2(SO4)4MeCl
2016-10-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Symmetry Analysis of Tensors in the Honeycomb Lattice of Edge-Sharing Octahedra
我们得到的最一般形式的秩-2和秩-3张量所允许的晶体对称性的蜂窝晶格的边共享八面体属于不同的晶体学点群,包括单斜点群$2/m$和三角(或菱面体)点群$\bar{3}$的晶体。我们的结果是相关的二维材料,如$α$ -RuCl $_3$,CrI $_3$,和蜂窝状的铱酸盐。我们专注于磁场依赖的热导率张量$κ_{ij}(\mathbf{H})$,它描述了一个系统的纵向和热霍尔响应的情况下,当磁场沿高对称方向,垂直于平面和在平面上。我们强调了一些意想不到的结果,如平等的全纵向组件部分横向组件的秩3张量的系统与三重旋转对称,并作出可检验的预测的热导率张量。
2021-03-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Long-range dynamical magnetic order and spin tunneling in the cooperative paramagnetic states of the pyrochlore analogous spinel antiferromagnets CdYb2X4 (X = S, Se)
在过去的二十年里,自旋位于角共享正四面体晶格上的磁系统对于发现新的磁态特别多产。烧绿石化合物为这些研究提供了场所,而很少有人关注稀土R占据相同子晶格的其他化合物,例如尖晶石硫属化合物CdR_2X_4(X = S,Se)。在这里,我们报告的粉末样品上进行的测量,这一系列的R = Yb使用比热,磁化率,中子衍射和μ子自旋弛豫测量。发现这两种化合物的磁性相似。它们长程序有序化为由Γ_5不可约表示描述的结构。低温下的磁矩大小,X = S和Se时分别为0.77(1)和0.62(1)μ B。在有序态中存在持续的自旋动力学。在μ介子位置的自发场非常小,表明磁矩碎裂。在10K以下的顺磁合作态中,提出了双自旋翻转隧穿弛豫机制。对一些传播波矢为零的绝缘化合物,给出了共角正四面体序系统的磁矩分布的磁空间群。
2017-10-03 cond-mat.str-el
Hard x-ray spectroscopy in NaxCoO2 and superconducting NaxCoO2 - yH2O: A view on the bulk Co electronic properties
用X射线吸收谱(XAS)和硬X射线共振非弹性X射线散射(RIXS)研究了Co在Na_(0.7)CoO_2和Na_(0.35)CoO_2-yH_2 O中的电子性质。在两种化合物中,测量了具有两个不同偏振方向的Co K边的XAS光谱。在XAS光谱的变化后,水化和它们的偏振依赖性很好地占线性松饼-锡轨道计算的局域密度近似。潜在的电子结构表明,在这两种化合物的Co 3d和O 2 p状态之间的强杂化,而电子局域化增强的水合化合物,由于增加的Co-Co面间距。Co K前边缘进一步突出了d带的分裂作为晶体场效应的结果,并证明了当Na0.7CoO2水合时的Co价增加。在Co K-边缘测量的RIXS光谱显示在这两种化合物中约10 eV的能量损失特征与计算的动力学结构因子相当一致。RIXS特征与阻尼等离子体激元激发相关联。
2006-05-12 cond-mat.str-el
X-ray magnetic circular dichroism experiments and theory of transuranium Laves phase compounds
用X射线磁圆二色性(XMCD)在锕系元素的M4,5吸收边和Os的L2,3吸收边对锕系立方Laves化合物NpAl 2,NpOs 2,NpFe 2和PuFe 2进行了研究。在Np和Pu的M4,5吸收边处进行的XMCD实验使我们能够确定光谱分支比,这给出了关于这些材料中的耦合方案的信息。在所有材料中,发现中间耦合方案是合适的。与超导量子干涉仪数据NpOs 2和PuFe 2的比较允许确定个人的轨道和自旋磁矩和磁偶极子的贡献mmd。由此产生的轨道和自旋磁矩与中子衍射测定的早期值吻合得很好,并且mmd值不可忽略,并且接近中间耦合的预测值。在NpOs 2中的Os原子上存在相对较大的诱导磁矩,使得Os对每个分子式单元的总磁矩的贡献为总磁矩的~30%。的自旋和轨道的时刻在Os网站是平行的,相反的反平行配置的Os杂质在3D铁磁过渡金属。使用LDA+U技术的计算报告。从头计算的XMCD光谱显示出良好的协议与实验光谱的小值(0- 1 eV)的Hubbard U参数,这支持在这些化合物中的5 f电子是相对离域。
2013-03-11 cond-mat.str-el
Spin--orbital interaction for face-sharing octahedra: Realization of a highly symmetric SU(4) model
分析了过渡金属化合物共面MO $_6$八面体的轨道和自旋结构的特殊性。在这种几何中,我们考虑了具有双($e_g^σ$)或三($t_{2g}$)轨道简并度的过渡金属离子的自旋轨道哈密顿量的形式。具有共面八面体的结构的典型三角畸变导致$t_{2g}$轨道分裂成$a_{1g}$单线态和$e_g^π$双线态。对于两个双峰($e_g^σ$和$e_g^π$),在每个位置一个电子或空穴的情况下,我们得到一个对称模型,具有海森堡型的轨道和自旋相互作用以及出乎意料的高对称性的哈密顿量:SU(4)。因此,许多具有这种几何形状的真实材料可以作为检验这个有趣的理论模型预测的试验场。我们还比较了三种典型情况下自旋轨道(“Kugel-Khomskii”)交换相互作用的一般趋势:那些MO $_6$八面体与共同的角落,共同的边缘,和目前的情况下,共同的脸,这还没有被考虑。
2015-04-26 cond-mat.str-el
Ab initio calculation of d-d excitations in quasi-one-dimensional Cu d9 correlated materials
用波函数方法计算了准一维自旋链和梯形铜氧化物中Cu的d-d激发能。一套完整的本地激发已被计算与角共享(Sr 2CuO 3和SrCuO 2)和边缘共享(LiVCuO 4,CuGeO 3,LiCu 2 O 2和Li 2CuO 2)CuO 4片,与角共享CuF 6八面体(KCuF 3),梯形系统CaCu 2 O 3,和多铁性氧化铜CuO。我们的数据比较以及与现有的KCuF 3和激发能的共振非弹性X射线散射实验发现CuO的光吸收测量结果。我们报告的其他材料的从头算结果应该有助于解释未来的共振非弹性X射线散射实验对这些高度各向异性的化合物。
2011-11-09 cond-mat.str-el
Thermal features of Heisenberg antiferromagnets on edge- versus corner-sharing triangular-based lattices: A message from spin waves
本研究提出适用于阻挫非共线反铁磁体的双约束修正自旋波理论,对比边共享与角共享三角基反铁磁体的热特性,预测了两类晶格比热的不同温度行为,填补了相关计算方法的空白。
2023-05-06 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Domain-wall excitons and optical conductivity in one-dimensional Wigner lattices
最近发现掺杂的共边Cu-O链化合物如Na $_3$ Cu $_2$ O $_4$和Na $_8$ Cu $_5$ O $_{10}$是一维Wigner晶体的实现,我们研究了这类系统的光谱。一维维格纳晶体中的电荷激发用分数电荷畴壁激发来描述。我们调查的解析和数值计算的畴壁激发占主导地位的光吸收,并分析的色散和参数范围的激子状态的特性的长程库仑吸引畴壁之间。在这里,我们专注于魏格纳晶格在四分之一填充相关的钠$_3$铜$_2$ O $_4$和分析,特别是第二邻居跳$t_2$,这是重要的边缘共享链化合物的作用。大的$t_2$通过软畴壁激子驱动维格纳晶格的不稳定性朝向具有不同于维格纳晶格的调制周期的电荷密度波。此外,我们计算的直流电导率的温度依赖性,并表明,它可以描述的激活行为结合$T^{-α}$依赖的迁移率。
2006-02-01 cond-mat.str-el
Magnetic excitations in L-edge resonant inelastic x-ray scattering from cuprate compounds
研究了未掺杂铜氧化物的L边共振非弹性X射线散射(RIXS)中的磁激发谱。我们分析了强微扰作用于中间态的二阶偶极允许过程,在中间态中,自旋自由度在核孔位置处丢失。在忽略邻近位置微扰的近似下,我们导出了散射通道中自旋翻转终态随极化方向的变化,从而得到了用横向自旋分量的动力学结构因子表示的RIXS谱.我们假设在不改变极化的情况下,通道中自旋守恒的终态为球形,这导致RIXS谱表示为“交换”型多自旋关联函数。数值计算的过渡振幅,这些最终状态上的有限大小的集群,我们得到了相当数量的过渡振幅的自旋守恒的最终状态相比,自旋翻转的最终状态。我们用1/S展开法处理末态的巡游磁激发。用1/S计算高阶修正后,发现单磁振子激发的谱峰随其权重减小,而三磁振子激发的谱峰出现连续谱。两个磁振子之间的相互作用是通过总结梯形图来处理的。在此基础上,对Sr_2CuO_2Cl_2晶体的L_3边RIXS谱进行了分析,并与实验结果进行了比较。结果表明,三磁振子激发和双磁振子激发都使单磁振子峰的高能侧产生强度,使谱形不对称且宽度较宽,与实验符合得很好。
2011-10-28 cond-mat.str-el
Comment on `Oxygen vacancy-induced magnetic moment in edge-sharing CuO$_{2}$ chains of Li$_{2}$CuO$_{2}$'
在最近一项致力于Li $_{2}$ CuO $_{2}$磁性的研究中,Shu等人[New J. Phys. 19(2017)023026]提出了一种“简化的”无阻微观模型,该模型与几十年来的先前工作所完善的模型有很大不同。我们表明,该模型是在与已知的实验数据,包括已报道的磁化率$χ(T)$数据高达550~K的不一致。使用8 $^{\rm th}$阶高温膨胀的$χ(T)$,我们表明,Li $_{2}$ CuO $_{2}$的实验数据是一致的先前模型来自非弹性中子散射(INS)研究。我们还建立了$T$ -范围的有效性居里-外斯定律的实际阻挫磁系统。我们认为,知识的长程有序磁结构$T<T_N$和$χ(T)$在一个有限的$T$范围内提供的信息不足,以提取所有相关的耦合在挫折磁铁的饱和场和INS数据也必须用来确定几个交换耦合,包括弱,但决定性的挫折反铁磁(AFM)链间耦合。
2018-06-14 cond-mat.str-el
Superexchange interactions between spin-orbit-coupled $j\!\approx\!1/2$ ions in oxides with face-sharing ligand octahedra
使用从头算波函数为基础的计算,我们提供了有价值的见解方面的磁交换5 $d$和4 $d$氧化物与共享面配体八面体,BaIrO $_3$和BaRhO $_3$。令人惊讶的强大的反铁磁海森堡相互作用计算为400毫电子伏的理想铱酸盐结构与90 $^{\circ}$ Ir-O-Ir键角和在125毫电子伏的范围内的角度为80 $^{\circ}$的BaIrO $_3$实验测量。这些估计超过了迄今为止的角共享和边共享系统的值,并激发了更详细的实验研究量子磁体与扩展的5 $d$ /4 $d$轨道和网络的面共享配体笼。强电子晶格耦合证明了我们的计算表明丰富的相图作为应变和压力的函数,这类材料的研究方向具有很大的潜力。
2019-03-14 cond-mat.str-el
Nature of the spin liquid ground state in a breathing kagome compound studied by NMR and series expansion
在氟氧化钒化合物(NH $_4$)$_2$ [C $_7$ H $_{14}$ N][V $_7$ O $_6$ F $_{18}$ ](DQVOF)中,V $^{4+}$(3d $^1$,$S=1/2$)离子实现了由交替大小、共角的等边三角形组成的独特的、高度受抑的呼吸kagome晶格。在这里,我们提出了一个$^{17}$ O NMR研究DQVOF,隔离的呼吸kagome网络的局部敏感性。通过拟合级数展开,我们提取了呼吸kagome平面内的相互作用之比,$J_\triangledown / J_\vartriangle = 0.55(4)$,和平均反铁磁相互作用$\bar{J}=60(7)$ ~K。自旋晶格,$T_1$,测量揭示了一个基本上无带隙的激发光谱的最大间隙$Δ/ \bar{J}=0.007(7)$。我们的研究为进一步的理论研究提供了新的动力,以确定DQVOF所显示的无带隙自旋液体行为是否是其呼吸kagome晶格所固有的,或者它是否是由于对该模型的扰动,例如呼吸kagome平面中的V $^{4+}$离子与层间V $^{3+}$($S=1$)自旋的残余耦合。
2017-05-11 cond-mat.str-el
Bad topological semimetals in layered honeycomb compounds
研究了具有显著自旋轨道耦合的蜂窝状化合物中的Mott相变。在有限温度下,我们确定了一个新的半金属相之间的拓扑绝缘体和拓扑莫特绝缘体。这种半金属的特点是没有电荷间隙,没有准粒子和有间隙的自旋激发与非平凡的拓扑性质。虽然电荷传导是不相干的,涉及违反Mott-Ioffe-Regel限制的平均自由路径,自旋激发可以沿着边缘弹道传输,从而产生量子化的自旋电导。这种坏的拓扑半金属可以在过渡金属双钙属化物的某些扭曲双层中接近莫特转变的地方寻找。
2022-04-05 cond-mat.str-el
Single-crystal growth and dependences on the hole concentration and magnetic field of the magnetic ground state in the edge-sharing CuO$_2$ chain system Ca$_{2+x}$Y$_{2-x}$Cu$_5$O$_{10}$
用$0 \le x \le 1.67$成功地生长了大尺寸的Ca $_{2+x}$ Y $_{2-x}$ Cu $_5$ O $_{10}$单晶,并测量了其磁化率、比热和磁化曲线,研究了共边CuO $_2$链的磁基态随空穴浓度和磁场的变化.在$0 \le x \le 1.3$中,已经发现具有沿b轴的磁易轴的反铁磁有序相被稳定,并且通过施加平行于b轴的磁场发生自旋翻转转变。反铁磁转变温度随着$x$的增加而降低,并在$x =$ 1.4附近消失。或者,在$x = 1.5$周围出现自旋玻璃相。在空穴浓度为$\sim$ 1/3/Cu的$x = 1.67$下,由于自旋单重态对的形成,似乎形成了自旋能隙态。在Ca $_{2+x}$ Y $_{2-x}$ Cu $_5$ O $_{10}$中没有发现反铁磁有序态和自旋能隙态共存的迹象。
2004-08-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
High-resolution Ce 3d-edge resonant photoemission study of CeNi_2
对类α化合物CeNi_2进行了Ce 3d → 4f阈值的共振光电子能谱(RPES)研究,获得了体敏4f谱权,具有极高的能量分辨率(半峰全宽<0.2eV)。共振谱在费米能级附近有一个清晰的分辨极限峰,这可以归因于近藤共振的尾部。然而,与Ce 3d -> 4f RPES阈值处的RPES光谱相反,对应于f_{7/2}峰的0.3 eV结合能周围的自旋-轨道边带被洗掉。这被解释为由于不同的表面灵敏度,和体敏感的Ce 3d -> 4f RPES光谱被发现是与其他电子光谱和低能量性质的α类Ce过渡金属化合物的一致,从而解决了Ce化合物的光电发射解释的争议。整个价带的4f光谱权重也可以用单杂质Anderson模型的Gunnarsson-Schoenhammer计算相当好地拟合,尽管详细的特征显示出对杂化带形状和(可能)Ce 5d发射的一些依赖性。
1999-10-23 cond-mat.str-el
Effects of hole-doping on the magnetic ground state and excitations in the edge-sharing CuO$_2$ chains of Ca$_{2+x}$Y$_{2-x}$Cu$_5$O$_{10}$
对未掺杂和空穴掺杂的Ca $_{2+x}$ Y $_{2-x}$ Cu $_5$ O $_{10}$进行了中子散射实验。先前报道,在未掺杂的Ca $_2$ Y $_2$ Cu $_5$ O $_{10}$中,沿着链存在自旋波激发的异常加宽,这主要由反铁磁链间相互作用引起[Matsuda $et$ $al.$,Phys.Rev.B63,180403(R)(2001)]。温度和空穴浓度的依赖性的磁激发的系统研究表明,磁激发软化和扩大与温度的增加或掺杂孔的$Q$方向无关。$Q$越高,加宽越大。一个典型的特征是,空穴掺杂是更有效地扩大沿链的激发。研究还表明,虽然各向异性相互作用和链间相互作用降低,但链内相互作用并不随温度的升高或掺杂而改变。在自旋玻璃相($x$ =1.5)和近无序相($x$ =1.67)中,磁激发在能量和$Q$上加宽得多。认为自旋玻璃相起源于空穴反铁磁团簇。
2004-10-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Antiferromagnetic Order and Spin-Canting Transition in the Corrugated Square Net Compound Cu$_3$(TeO$_4$)(SO$_4$)$\cdot$H$_2$O
层状钙钛矿结构中的强关联电子是高温超导性、自旋液体和量子临界性的发源地。具体地,具有由角共享正方形平面CuO $_4$单元制成的层状结构的铜酸盐材料由于其Mott绝缘基态而被深入研究,这导致掺杂后的高温超导性。识别具有相似晶格和电子结构的新化合物已成为固态化学中的一个挑战。在这里,我们报告了一个新的碲酸铜硫酸盐Cu $_3$(TeO $_4$)(SO $_4$)$\cdot$ H $_2$ O,一个有前途的替代层状钙钛矿的水热晶体生长。正交相(空间群$Pnma$)由与TeO $_4$单元边缘共享的角共享CuO $_4$方形平面单元的波纹层制成。这些层通过共用角的CuO $_4$和SO $_4$的板连接。使用键价和分析和磁化数据,我们发现纯铜$^{2+}$离子内的层,但混合价的铜$^{2+}$ /铜${^+}$层之间。Cu $_3$(TeO $_4$)(SO $_4$)$\cdot$ H $_2$ O在$T_N$ =67 K时发生反铁磁转变,磁化率出现峰值.在进一步冷却时,在$T^{\star}$ =12 K时发生自旋倾斜转变,这由热容中的扭结证明。基于磁相互作用的$J_1$-$J_2$模型解释了自旋倾斜转变,这与略有不同的面内超交换路径一致。我们提出Cu $_3$(TeO $_4$)(SO $_4$)$\cdot$ H $_2$ O作为未来掺杂和应变实验的有前途的平台,可以将Mot…
2021-07-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Covalency-driven collapse of strong spin-orbit coupling in face-sharing iridium octahedra
我们报道了$\textit{ab-initio}$密度泛函理论计算和Raman散射结果,以探讨Ba $_5$ CuIr $_3$ O $_{12}$单晶的电子结构.这种绝缘的铱酸盐,由形成准一维链的面共享IrO $_6$八面体组成,不能用通常用于讨论具有IrO $_6$八面体的铱酸盐化合物的电和磁性质的局部$j_{\rm eff}$ =1/2矩图来描述。较短的Ir-Ir距离的面共享的几何形状,相比于角或边共享的结构,导致相邻的Ir之间的强共价性。然后,这种强共价性的结果在每个Ir三聚体的分子轨道(MO)的形成作为低能量的电子自由度。理论预测的三峰结构的联合态密度,一个明显的指示偏离$j_{\rm eff}$ =1/2图片,验证通过观察拉曼散射的电子激发光谱中的三峰结构。
2018-11-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
X-ray Linear Dichroism in cubic compounds: the case of Cr3+ in MgAl2O4
利用X射线吸收近边结构谱(XANES)测量了MgAl_2O_4:Cr ~(3+)尖晶石中Cr ~(3+)K前边的角度依赖性(X射线线性二色性),并与基于密度泛函理论(DFT)和配位场多重态理论(LFM)的计算结果进行了比较.我们还提出了一个有效的方法,基于对称性的考虑,从一个单一的替代网站的二向色性计算立方晶体的二向色性。DFT表明,电偶极跃迁对前边缘中可见的特征没有贡献,并提供了1 s->3d跃迁分配的清晰视图。然而,DFT是无法再现定量的角度依赖性的前边缘,这是,在另一边,以及再现的LFM计算。确定了影响Cr K前边缘二色性的主要因素是位畸变和3d-3d电子排斥。从这个组合的DFT,LFM的方法得出结论,当前边缘的功能是更强烈的超过4%的边缘跳跃,纯四极跃迁不能单独解释的起源前边缘。最后,二向色性信号的形状比各向同性光谱对取代位点的三角畸变更敏感。这表明,通过对单晶进行角相关测量,可以从X射线线性二向色性中获得有关位置畸变的定量信息。
2008-06-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Edge-sharing quasi-one-dimensional cuprate fragments in optimally substituted Cu/Pb apatite
本研究发现高密度Cu替代Pb磷灰石可形成类似铜氧化物超导体的共边Cu-O链,其反铁磁基态源于较大的Cu-O-Cu角并可通过应变控制,电子结构计算证实该体系具有低维中等关联特性。
2024-01-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Comparative study of magnetocaloric properties for Gd$^{3+}$ compounds with different frustrated lattice geometries
阻挫磁性氧化物具有有序化温度低、基态熵高的特点,是低温磁热制冷的理想材料。虽然以前的材料设计集中在调整磁矩,它们的相互作用和晶格上的磁矩密度,但对受抑晶格的关注相对较少。先前的理论工作已经表明,在饱和磁场下的磁热冷却速率与由于经典基态简并而产生的软模式激发的宏观数量成比例。这些模式的数量直接由阻挫晶格的几何形状决定。对于角共享的几何形状,烧绿石有50%以上的模式比石榴石和kagome晶格,而边缘共享\emph{fcc}只有一个subextensive软模式的数量。在这里,我们研究的作用,软模的磁热效应的四个大自旋Gd $^{3+}$($L=0$,$J=S=7/2$)海森堡反铁磁体的可果美,石榴石,烧绿石,和\emph{fcc}晶格。通过将这些材料在高达$9$ ~T的磁场下的磁熵变$ΔS_m$的测量结果与平均场理论和蒙特卡罗模拟的预测结果进行比较,我们能够理解自旋关联和量子化效应的相对重要性。我们观察到,调整的最近邻耦合的值有一个更占主导地位的贡献磁热熵变的液体He冷却制度($2$ - $20$ ~K),而不是调整软模激发的数量。我们的研究结果为未来的材料设计提供了维度,磁挫折程度和晶格几何形状方面的信息。
2023-03-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Crystal structure and properties of iron-based spin-chain compound Ba9Fe3Se15
报道了一种新的准一维硒化铁的合成。在5.5GPa的高温高压下合成了Ba_9Fe_3Se_(15),并通过常压和高压下的结构、磁性和输运测量对其进行了系统的研究。Ba_9Fe_3Se_(15)晶体为单斜晶系,沿c轴由FeSe_6八面体链组成。在常压下,它呈现出带隙~460 meV的绝缘行为,并在14 K下发生类铁磁相变。在高压下,在~29 GPa下发生完全金属化,这伴随着从高自旋(HS)态到低自旋(LS)态的自旋态交叉。LS出现在压力P >36 GPa时。
2021-02-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Co-substitution effects on the Fe-valence in the BaFe2As2 superconducting compound: A study of hard x-ray absorption spectroscopy
研究了BaFe_(2-x)Co_xAs_2超导体的Fe K X射线吸收近边结构(XANES)。没有明显的改变,在形状或能量的位置,观察到这一边缘与Co替代。这一结果提供了实验支持,以前的从头计算中,额外的Co电子集中在替代网站,并没有改变的Fe离子的电子占据。超导电性可能是由于取代原子引起的成键修饰而出现的,取代原子通过减少Fe局部矩和/或增加伴随的正交畸变的弹性能惩罚来削弱自旋密度波基态。
2011-12-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con