本文通过Metropolis Monte Carlo模拟和有限尺寸标度分析,研究了kagome金属二维薄膜中多个电荷密度波相互作用的模型,证实了在自由涡旋与电荷密度波相互竞争的相图区域存在二阶相变。
摘要:
我们确定了描述二维薄膜中多个电荷密度波相互作用的模型中相变的性质。该模型由两位作者在Phys. Rev. B 108, 045119 (2023)中提出,用于描述二维kagome金属AV$_3$Sb$_5$(A=K, Rb, Cs)中电荷密度波序的涨落。由于相变发生在相图中自由涡旋与电荷密度波相互作用相互竞争的区域,情况较为复杂。在此,我们通过Metropolis Monte Carlo模拟研究了相变的性质。对于不同晶格尺寸$L=8,16,24,32$,我们在一系列温度下测量了3分量序参量、磁化率、每个格点的能量和比热。有限尺寸标度分析表明存在二阶相变。
英文摘要:
We determine the nature of a phase transition in a model describing an interaction of multiple charge density waves in a two dimensional film. The model was introduced by two of the authors in Phys. Rev. B {\bf 108}, 045119 (2023) to describe fluctuations in charge density wave order in the kagome metals AV$_3$Sb$_5$ (A=K, Rb, Cs) in two dimensions. The situation is nontrivial since the transition occurs in the region of phase diagram where the unbound vortices compete with the interaction between charge density waves. Here, we study the nature of the phase transition via Metropolis Monte Carlo simulations. The 3-component order parameter, the susceptibility, the energy per site, and the specific heat are measured for a range of temperatures for different lattice sizes $L=8,16,24,32$. The finite size scaling analysis indicates the presence of a second-order transition.
Anomalous Hall and Nernst effects driven by static and fluctuating spin chiralities on Kagome lattice
School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学物理科学学院);School of Electronic, Electrical and Communication Engineering, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学电子电气与通信工程学院);Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院理论物理研究所);Kavli Institute for Theoretical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学科维理理论科学研究所)
Vestigial chirality from fluctuating loop currents on the kagome lattice
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);Songshan Lake Materials Laboratory(松山湖材料实验室)
Instabilities of Spin-Liquid States in a Quantum Kagome Antiferromagnet
由于几何挫折而产生的自旋液体的涌现行为使它们成为一种有趣的物质状态。我们表明,在量子kagome反铁磁体ZnCu $_3$(OH)$_6$ SO $_4$中存在几种不同的相关但波动的状态。通过结合互补的本地探测技术与中子散射,我们发现了一个交叉从临界制度到一个无间隙的自旋液相随着温度的降低。后一相的额外非常规不稳定性导致在最低温度下稳定的第二种不同的自旋液体状态。我们将这种复杂的行为作为不同受抑量子磁体的共同特征。
Topological phases in layered pyrochlore oxide thin films along the [111] direction
本文从理论上研究了烧绿石氧化物A $_2$ B $_2$ O $_7$的多带哈伯德模型,其中B是具有强自旋轨道耦合的重过渡金属离子,在沿[111]方向取向的薄膜几何结构中.沿着这个方向,烧绿石晶格由B离子的交替的kagome和三角形晶格平面组成。我们考虑一个单一的可果美层,双层,和两个不同的三层。作为一个函数的自旋-轨道耦合,直接和间接的$d$ -轨道跳跃,和频带填充的强度,我们确定了一些情况下,一个非相互作用的时间反演不变的Z $_2$拓扑相位是预期的,我们建议一些候选材料。我们在Hatree-Fock理论下研究了半填充$d$壳层中的相互作用,并确定了可以找到零磁场Chern绝缘体的参数区域,其中Chern数为$\pm1$.最有希望的拓扑相的几何结构似乎是既支持Z $_2$拓扑绝缘体又支持Chern绝缘体的双层结构,以及三角形-kagome-三角形三层,其支持相对稳健的Chern绝缘体相。
3D XY Universality and Nonlinear magnetic susceptibility in a kagome ice compound
Beihang University(北京航空航天大学);University of Augsburg(奥格斯堡大学);ShanghaiTech University(上海科技大学);RWTH Aachen University(亚琛工业大学);Colorado State University(科罗拉多州立大学);Rutherford Appleton Laboratory(卢瑟福·阿普尔顿实验室);Forshungszentrum Jülich GmbH(于利希研究中心有限公司);Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学)
Antiferromagnetic Dimers in the Parent Phase of a Correlated Kagome Superconductor
Zhejiang University(浙江大学);Hangzhou Normal University(杭州师范大学);Zhejiang University of Technology(浙江工业大学);Japan Synchrotron Radiation Research Institute(日本同步辐射研究所);RIKEN SPring-8 Center(理化学研究所SPring-8中心)
Perspective: Strongly correlated and topological states in [111] grown transition metal oxide thin films and heterostructures
我们强调了最近的进展,在[111]取向的过渡金属氧化物薄膜和异质结构,这是出了名的难以实现相比,他们的[001]取向的对应物的强关联和拓扑状态的理论,材料制造和实验表征。我们专注于两类复杂的氧化物,具有化学式ABO 3和A2 B2 O 7,其中B位点被具有局部矩的开壳过渡金属离子占据,A位点通常是稀土。由这些母体复合晶格衍生出的[111]取向准二维晶格可以表现出特殊的几何和对称性,即屈曲的蜂窝晶格,以及kagome和三角晶格。这些晶格基序形成了以奇异磁性、各种形式的轨道有序、拓扑绝缘体、拓扑半金属、量子反常霍尔绝缘体和量子自旋液体表示的突现强关联和拓扑态的基础。对于具有高原子序数的过渡金属离子,自旋-轨道耦合起着重要作用,并且可能在电子能带结构和磁激发光谱中产生额外的拓扑特征。我们通过阐述这一积极发展领域的开放挑战和机遇来结束展望。
Orientation-dependent stabilization of MgCr$_2$O$_4$ spinel thin films
具有磁性B位的AB $_2$ O $_4$正常尖晶石可以具有各种磁性和轨道挫折,导致自旋液相和场诱导的相变。本文首次报道了(111)取向MgCr $_2$ O $_4$薄膜的外延生长。通过对沿(001)和(111)方向生长的薄膜的结构和电子性质的表征,研究了生长取向对薄膜结构和电子性质的影响。尽管在沉积过程中观察到明显不同的生长模式,但综合表征揭示了在阳离子分布中没有可测量的紊乱,也没有Cr离子在任一方向上的多价性问题。与天真的预期相反,(111)稳定的膜比(001)取向的膜表现出更光滑的表面和更高的结晶度。在异质外延稳定化的框架内解释了生长取向的偏好与显著较低的(111)表面能有关。这些发现打开了广阔的机会,在制造2D kagome三角形异质结构与新兴的磁行为无法在大块晶体。