A member of the RMn$_6$Sn$_6$ rare-earth family materials, TbMn$_6$Sn$_6$, recently showed experimental signatures of the realization of a quantum-limit Chern magnet. In this work, we use quantum Monte Carlo (QMC) and density functional theory with Hubbard $U$ (DFT$+U$) calculations to examine the electronic structure of TbMn$_6$Sn$_6$. To do so, we optimize accurate, correlation-consistent pseudopotentials for Tb and Sn using coupled-cluster and configuration-interaction (CI) methods. We find that DFT$+U$ and single-reference QMC calculations suffer from the same overestimation of the magnetic moments as meta-GGA and hybrid density functional approximations. Our findings point to the need for improved orbitals/wavefunctions for this class of materials, such as natural orbitals from CI, or for the inclusion of multi-reference effects that capture the static correlations for an accurate prediction of magnetic properties. DFT$+U$ with Mn magnetic moments adjusted to experiment predict the Dirac crossing in bulk to be close to the Fermi level, within $\sim 120$ meV, in agreement with the experiments. Our non-stoichiometric slab calculations show that the Dirac crossing approaches even closer to the Fermi level, suggesting the possible realization of Chern magnetism in this limit.
Magnetic phase diagram of TbMn$_{1-x}$Fe$_x$O$_3$ $(0 \leq x \leq 1)$ substitutional solid solution
本文给出了TbMn_（1-x）Fe_xO_3替代固溶体在0 <= x <= 1的整个浓度范围内的磁相图。我们已经发现，在浓度范围0 <= x < 0.3的主要磁性离子是锰，而铁离子不产生独立的磁性结构，但强烈影响母体化合物的磁性，通过减少过渡到磁有序状态和过渡到摆线相。在0.3 < x <= 1的浓度范围内，磁性由Fe亚晶格驱动。锰离子在2K以上的温度下仍然不处于长程磁有序状态，而是稳定了Fe亚晶格的四种不同的磁结构。Tb亚晶格的磁有序只观察到母体化合物TbMnO 3和TbFeO 3和掺杂水平低于0.1，或超过0.9。
First-principles study of the lattice and electronic structures of TbMn$_2$O$_5$
采用广义梯度近似（GGA）下的密度泛函理论研究了多铁性TbMn $_2$ O $_5$的结构、电子和晶格介电性质。我们使用共线自旋近似，忽略自旋轨道耦合。计算的结构参数与实验结果吻合良好。我们确认，TbMn $_2$ O $_5$的基态结构是空间群$Pb2_1m$，允许沿b轴极化。自发电极化的强度计算为1187 $nC\cdot$ cm $^{-2}$。计算得到的带心光学声子频率和红外声子振子强度与实验值符合得很好。然后，我们推导出一个有效的哈密顿量来解释磁感应铁电性在这个化合物。我们的研究结果强烈表明，TbMn $_2$ O $_5$的铁电性是由磁有序，打破了反转对称性，而不调用自旋轨道耦合驱动。
Magnetically induced electric polarization reversal in multiferroic TbMn$_2$O$_5$: Terbium spin reorientation studied by resonant x-ray diffraction
在多铁性TbMn $_2$ O $_5$中，铽离子的行为形成磁电耦合的关键部分。结果是在2 T下磁感应电极化的强度反转。在这篇文章中，我们提出了在外加磁场下的铽磁性结构的第一个直接测量。与目前对\tmo磁性的解释相反，我们表明，在电极化的强度反转时，铽子晶格采用倾斜的反铁磁结构，具有平行于\textit{a}轴的磁矩的大分量。此外，我们提供的证据之间的耦合锰的3D磁性结构和铽$4f$磁性，这是在难以捉摸的磁电机制发挥重要的意义。
Flat optical conductivity in the topological kagome magnet TbMn$_6$Sn$_6$
Kagome磁体TbMn $_6$ Sn $_6$是一种新型拓扑材料，已知其支持奇异量子磁态。实验工作已经确定TbMn $_6$ Sn $_6$具有狄拉克电子态，可以导致拓扑和陈量子相，但是TbMn $_6$ Sn $_6$的狄拉克费米子的光学响应及其性质仍有待探索。在这里，我们进行光谱测量结合第一性原理计算的单晶样品的TbMn $_6$ Sn $_6$调查相关的奇异现象。在实验中，TbMn $_6$ Sn $_6$在1800至3000 cm $^{-1}$（220-370 meV）的宽范围内表现出与频率无关的光学电导率谱。计算了几种费米能级移动情况下的理论能带结构和电导率谱，并与实验结果进行了比较。费米能级位移为0.56eV的理论谱与实验结果符合得很好。此外，在费米能级移动附近还存在有质量的准二维Dirac带，它们在$k_x$ - $k_y$平面上具有线性带色散，在$k_z$方向上没有带色散.紧束缚模型分析表明，准二维Dirac带产生了平坦的光学电导率，但其值小于计算值和实验值的十分之一。这表明其他的平凡能带也对平坦的电导率有贡献。
Topological charge-entropy scaling in kagome Chern magnet TbMn$_6$Sn$_6$
在普通材料中，电子既导电又导热，它们的电荷-熵关系遵循莫特公式和维德曼-弗朗兹定律。在拓扑量子材料中，相对论性电子的横向运动会受到拓扑费米子周围产生的量子场的强烈影响，其中它们的电荷-熵关系的简单模型描述仍然难以捉摸。在这里，我们报告的拓扑电荷熵标度的kagome陈磁体TbMn $_6$ Sn $_6$，具有原始的Mn kagome晶格与强大的面外磁化。通过电和热电输运，我们观察到量子振荡与非平凡的Berry相位，一个大的费米速度和二维性，支持狄拉克费米子的存在，在磁性kagome晶格。这种量子磁体还表现出大的反常霍尔效应、反常能斯特效应和反常热霍尔效应，所有这些效应都能持续到室温以上。值得注意的是，我们发现，这些异常的横向运输的电荷熵标度关系可以无处不在的描述的Berry曲率场效应的Chern-gapped狄拉克模型。我们的工作指向一个模型kagome陈磁体的拓扑电荷熵标度的原理证明的阐述。
Putative quantum critical point in the itinerant magnet ZrFe$_4$Si$_2$ with a frustrated quasi-one-dimensional structure
化合物ZrFe $_4$ Si $_2$中的Fe亚晶格具有几何阻挫和准一维性。因此，我们研究了ZrFe $_4$ Si $_2$中的磁性行为及其在Ge取代Si后和在静水压下的应用，使用结构，磁性，热力学和电输运探针的演变。磁性测量表明，ZrFe $_4$ Si $_2$持有的有效力矩$μ_{\rm eff}= 2.18~μ_{B}$的顺磁性Fe的时刻。在低温下，化合物在低于6K时显示出弱的短程磁序。我们的研究表明，Ge取代Si增加了单胞体积，并将短程有序稳定为长程自旋密度波型磁有序。另一方面，使用电阻率测量的ZrFe $_4$（Si $_{0.88}$ Ge $_{0.12}$）$_2$的静水压力研究表明，在增加压力时的磁有序的连续抑制。因此，我们结合化学替代和静水压力的研究表明，在ZrFe $_4$ Si $_2$中存在晶格体积控制的量子临界点。
Putative spin liquid in the triangle-based iridate Ba$_3$IrTi$_2$O$_9$
我们报告的热力学，磁化强度和μ子自旋弛豫测量的强自旋-轨道耦合铱酸盐Ba $_3$ IrTi $_2$ O $_9$，这构成了一个新的挫折主题的混合物的边缘和角共享三角形。尽管存在100~K量级的强反铁磁交换作用，但在23 mK以下没有发现长程磁序的迹象。在低于1 K的低温下，磁比热数据揭示了$T$的线性和平方关系.在各自的温度下，零场μ子自旋弛豫具有持久的自旋动力学，表明非常规的低能量激发。与$4d$同结构化合物Ba $_3$ RuTi $_2$ O $_9$的比较表明，罗盘状磁相互作用和受抑几何形状的协调相互作用促进了三角形铱酸盐中的动态波动状态。
Putative magnetic quantum criticality in (Sr$_{\text{1-x}}$La$_{\text{x}}$)$_{\text{3}}$Ir$_{\text{2}}$O$_{\text{7}}$
(Sr $_{1-x}$ La $_x$）$_3$ Ir $_2$ O $_7$在$x \approx \mathrm{0.04}$经历体绝缘体到金属的转变（IMT）。通过仔细分析以前发表的数据（$x=\mathrm{0.053, 0.061, 0.076}$），我们发现一个扩展的区域低于德拜温度的电阻率似乎与温度成线性比例。同时，共振（内）弹性X射线散射数据（$x=\mathrm{0.065}$）表明，在100 ~ 200 K之间可能存在从量子顺磁现象到量子临界现象的交叉。我们把这与其他结果的背景下，并提出了一个可能的相图作为掺杂的函数。
Rare earth engineering in RMn$_6$Sn$_6$ topological kagome magnets
由于强相互作用可能导致新的拓扑相和拓扑跃迁，因此对具有电子关联的拓扑量子材料的研究是物理学的前沿。本文报道了一类可果美磁体RMn $_6$ Sn $_6$的量子输运性质与量子极限陈氏磁体TbMn $_6$ Sn $_6$的量子输运性质相似。拓扑输运的家庭，包括量子振荡与非平凡的Berry相位和大的反常霍尔效应所产生的Berry曲率场，点的存在，有质量的狄拉克费米子。我们的观察表明稀土磁性和拓扑电子结构之间的密切关系，表明稀土元素可以有效地工程在可果美磁体的陈量子相位。
Putative helimagnetic phase in the kagome metal Co_3Sn_2-xIn_xS_2
对强电子相关性产生的拓扑电子相的探索是凝聚态物理的前沿领域。目前作为此类研究平台出现的一类系统是基于过渡金属的所谓戈薇磁体。利用μ子自旋-旋转，我们探索了可果美磁体Co $_{3}$ Sn $_{2-x}$ In $_{x}$ S $_{2}$中的磁关联作为In掺杂的函数，为有趣的无公度螺旋磁（HM）态提供了推定的证据。我们的研究结果表明，而未掺杂的样品表现出的面外铁磁（FM）的基态，在5 ${\%}$的In掺杂的系统进入一个状态，其中FM和面内反铁磁（AFM）相共存。在更高的掺杂下，HM状态出现并且在仅为$x_{\rm cr,1}$ ${\simeq}$ 0.3的临界掺杂水平下成为主导。这表明从FM通过混合态到$x_{\rm cr,1}$的螺旋相的零温度一阶量子相变。此外，在$x_{\rm cr,2}$ ${\simeq}$ 1处，观察到从螺旋相到顺磁相的零温度二级相变，证明了拓扑磁体Co $_{3}$ Sn $_{2-x}$ In $_{x}$ S $_{2}$的相图中的HM量子临界点（QCP）。所观察到的磁性戈薇晶格中的相互作用的多样性驱动该系统的拓扑霍尔响应的非单调变化。
Comparison of temperature and doping dependence of nematic susceptibility near a putative nematic quantum critical point
强电子涨落已被发现接近最佳掺杂的几个家庭的铁基超导体，激励这些波动之间的可能联系的搜索，量子临界性和高温超导性。在这里，我们探测量子临界性的关键预测，即幂律相关的磁化率作为组合物和温度的函数接近组合调谐假定的量子临界点。为了探测“裸”量子临界点，需要抑制超导状态，这是我们通过使用高达45 T的大磁场来实现的，同时进行弹性电阻率测量以跟踪超导磁化率。我们对典型的电子掺杂磷属元素化物Ba（Fe $_{1-x}$ Co $_x$）$_2$ As $_2$在密集的掺杂梳上进行了这些测量。我们发现，接近假定的量子临界点，磁化率似乎服从幂律行为在近十年的组成变化，符合基本概念的量子临界。然而，奇怪的是，我们也发现，温度依赖性的成分接近临界值不能描述由一个单一的幂律。这是令人惊讶的，因为掺杂和温度的幂律缩放预计接近量子临界点。
