Controlling structural distortion in the geometrically frustrated layered cobaltate YBaCo4O7+δ by Fe substitution and its role on magnetic correlations
用中子衍射、穆斯堡尔谱和交流磁化率研究了Fe替代对几何阻挫反铁磁体YBaCo_(4-x)Fe_xO_(7 +δ)(x = 0,0.2,0.4,0.5,0.6,0.8)的晶体结构和磁关联的影响。化合物YBaCo_(4-x)Fex O_(7 +δ)具有特殊的层状晶体结构,沿c轴具有交替的Kagomé层(6c位)和三角层(2a位)。发现Fe 3+离子在Co离子的晶体学2a和6c位置都被取代。穆斯堡尔谱结果表明,Fe ~(3+)离子处于四面体配位的高自旋态。已经观察到Fe取代减少了Kagomé晶格的畸变。短程反铁磁有序的关联长度随着Fe的替代而减小。磁性转变的尖锐度也随着Fe的替代而降低。
2015-02-12 cond-mat.str-el
Frustrated Ferromagnetism of Honeycomb Cobaltates: Incommensurate Spirals, Quantum Disordered Phases, and Out-of-Plane Ising Order
最近对钴基$d^7$蜂窝材料BaCo $_2$(AsO $_4$)$_2$和BaCo $_2$(PO $_4$)$_2$的实验重新引起了人们对XXZ模型的兴趣,该模型具有超越最近邻交换的竞争相互作用。虽然占主导地位的反铁磁交换的情况下已被广泛研究,实际材料表现出铁磁最近邻交换。在这里,我们表明,这种占主导地位的最近邻耦合的符号变化有实质性的后果的相图。特别地,感兴趣的量子无序相的性质从元格价键晶体改变为长程纠缠自旋液相。通过互补的数值模拟,基于精确对角化和伪费米子泛函重整化群,我们证明了在各向同性海森堡极限的铁磁相图的中心形成一个无隙的自旋液体状态,这使得在包含XXZ各向异性的平面外伊辛磁序。围绕这个量子无序区域的磁有序相对主导相互作用的符号变化不太敏感,并且可以从它们的经典类似物中理解。我们简要地评论我们的研究结果的相关性钴基$d^7$蜂窝材料。
2022-12-28 cond-mat.str-el
Polymorphism and Magnetism in a Kitaev Honeycomb Cobaltate KCoAsO$_4$
本文报道了新型Kitaev蜂窝状钴酸盐KCoAsO$_4$的两种多晶型形式,发现其因局部结构差异表现出截然不同的磁有序温度与相图,揭示了结构变化对该类材料磁性的关键作用。
2025-01-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Proximate Dirac spin liquid in honeycomb lattice $J_1$-$J_3$ XXZ model: Numerical study and application to cobaltates
本研究通过数值方法揭示蜂窝晶格 $J_1$-$J_3$ XXZ 模型中的中间相为邻近狄拉克自旋液体,并解释钴酸盐的光谱和热输运实验。
2023-11-03 cond-mat.str-el
Towards Kitaev Spin Liquid in 3d Transition Metal Compounds
本文综述了在三维电子系统中寻找Kitaev自旋液态的最新进展。蜂窝状钴酸盐是最近提出的实现Kitaev自旋液体状态的有希望的候选者,这是由于与4d和5d离子相比,3d离子的波函数更局域化,并且交换哈密顿量易于调谐,有利于Kitaev相互作用。几个关键参数,有很大的影响,如电荷转移间隙和三角晶场的交换常数,确定和讨论。特别强调了通过应变或压力调节晶场效应是一种有效的相位控制方法,可以将磁有序钴酸盐转变为自旋液体。实验结果表明存在强Kitaev相互作用的层状蜂窝钴酸盐进行了讨论。最后,对未来的研究方向进行了展望。
2021-10-02 cond-mat.str-el
Frustrated honeycomb-lattice bilayer quantum antiferromagnet in a magnetic field
受抑双层量子磁体作为具有非常规热力学性质的平带自旋系统引起了人们的关注。利用精确对角化和量子蒙特卡罗模拟的有效低能理论,研究了磁场中受抑蜂窝晶格双层自旋各向同性($\frac{1}{2}$)海森堡反铁磁体的低温性质.我们的主要重点是磁化曲线和比热的温度依赖性,表明在高磁场的有限温度相变。
2017-06-24 cond-mat.str-el
Frustrated antiferromagnetic honeycomb-tunnel-like lattice CuRE2Ge2O8 (RE=Pr, Nd, Sm, and Eu)
用高分辨X射线衍射、磁性和热容测量研究了新型阻挫反铁磁化合物CuRE_2Ge_2 O_8(RE=Pr,Nd,Sm,Eu).这些系统显示出不同的磁晶格取决于稀土元素。该化合物是一个S=1/2的二维三角形反铁磁晶格,在ac平面内取向,具有几何挫折。另一方面,Pr、Nd和Sm化合物显示出由RE ^3+沿a轴排列的三维蜂窝隧道状晶格,具有阻挫反铁磁体的特征行为。
2017-12-01 cond-mat.str-el
Quantum phases of hard-core bosons in a frustrated honeycomb lattice
利用精确对角化计算,我们研究了蜂窝晶格上硬核玻色-哈伯德-哈洛模型的基态相图。这允许我们探测Varney等人(2011 Phys. Rev. Lett. 107 077201),对各种变化,在原来研究的哈密顿。
2012-11-29 cond-mat.str-el
Crystalline water intercalation into the Kitaev honeycomb cobaltate Na$_2$Co$_2$TeO$_6$
Tokyo University of Agriculture and Technology(东京农工大学);Kanagawa University(神奈川大学)
通过水插入调控Na$_2$Co$_2$TeO$_6$的磁性性质,发现其反铁磁转变和磁熵特征,验证了中性分子插入在量子磁体工程中的潜力。
2025-08-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Disorder-induced excitation continuum in a spin-1/2 cobaltate on a triangular lattice
该研究通过中子散射发现CoZnMo$_3$O$_8$低能区存在随温度消失的波矢依赖激发连续谱,并证明其源于格点间磁性无序诱导的动态自旋态,而非量子自旋液体。
2023-08-17 cond-mat.str-el
Ripple state in the frustrated honeycomb-lattice antiferromagnet
在磁场作用下,我们发现了蜂窝格点受抑海森堡反铁磁体中一种新型的多重$q$态--“波纹态”。基态在波矢空间中具有无限环状简并,表现出合作顺磁态,即“环状液体”态。我们阐明,该系统表现出波纹状态作为一个新的低温热力学相通过二级相变从环状液体状态,保持环状自旋结构因子。真实空间中的自旋纹理看起来像“水波纹”,可以诱导出巨大的电极化的强度涡旋。可能的关系,蜂窝晶格化合物,${\rm Bi_{3}Mn_{4}O_{12}(NO_{3})}$,进行了讨论。
2019-06-16 cond-mat.str-el
Quantum correlations in the frustrated XY model on the honeycomb lattice
考虑自旋$1/2$ XY阻挫反铁磁海森堡蜂窝模型.在该模型的基态相图中存在一个不清晰的中间区。最被认可的相是量子自旋液体(QSL)和反铁磁伊辛序。从量子关联的观点来看,量子线位相是纠缠的。基于这一事实,我们利用数值Lanczos方法和密度矩阵重整化群方法计算了纠缠态的纠缠度、量子不和谐和纠缠熵。我们的结果明确地表明,中间区域应该是纠缠支持QSL相位。
2022-11-11 cond-mat.str-el
Deconfined criticality in the frustrated Heisenberg honeycomb antiferromagnet
利用密度矩阵重整化群,我们确定了自旋为1/2的海森堡反铁磁体在具有最近邻相互作用J1和令人沮丧的次邻交换J2的蜂窝晶格上的相图.随着阻挫的增加,基态表现出Neel,plaquette和二聚体顺序,临界点在J2/J1 = 0.22和0.35。我们观察到自旋能隙和相应的序参量在两个临界点都连续消失,表明存在非限定的量子临界性。
2013-01-05 cond-mat.str-el
Two-magnon Raman scattering in antiferromagnetic phases of frustrated spin models on the honeycomb lattice
计算了蜂窝晶格上几种阻挫自旋模型反铁磁相的双磁振子拉曼散射谱。这些包括$J_1$ - $J_2$ - $J_3$模型的Néel反铁磁相和海森堡-基塔耶夫模型的条纹相。我们发现,磁阻挫和各向异性的相互作用可能会显着影响拉曼光谱。我们进一步讨论了我们的研究结果的影响,铁基化合物BaFe $_2$ Se $_2$ O的磁激发,并显示如何磁相互作用可以提取适合的拉曼光谱。
2021-04-05 cond-mat.str-el
Classical spin-liquid on the maximally frustrated honeycomb lattice
我们发现,蜂窝海森堡反铁磁体与$J_1/2=J_2=J_3$,其中$J_{1/2/3}$分别是第一,第二和第三邻居耦合,形成一个经典的自旋液体与夹点奇异性的结构因子在布里渊区的角落。在用非磁性离子稀释后,出现携带自由矩的$1/3$的分离自由度。在低温极限下,它们的有效描述是随机分布在三角晶格上的自旋,具有长程对数形式的阻挫相互作用。这种磁体的XY版本表现出无序的热有序性,这具有明确的实验诊断。
2015-10-06 cond-mat.str-el
Phase diagram of a frustrated spin-$\frac{1}{2}$ $J_{1}$--$J_{2}$ $XXZ$ model on the honeycomb lattice
利用耦合团簇方法研究了蜂窝晶格上自旋半阻挫$J^{XXZ}_{1}$ -- $J^{XXZ}_{2}$模型的零温($T=0$)基态(GS)性质,模型中最近邻和次最近邻相互作用分别为交换耦合$J_{1}>0$和$J_{2} \equiv κJ_{1}>0$.这两种相互作用都是各向异性的$XXZ$类型。给出了该模型在自旋空间各向异性参数$0 \leq Δ\leq 1$和阻挫参数$0 \leq κ\leq 1$范围内的$T=0$ GS相图。确定了一个可能的量子自旋液体区域。
2014-06-10 cond-mat.str-el
Evidence of a spin liquid phase in the frustrated honeycomb lattice
在本文中,我们提出了一些新的数据,支持在蜂窝晶格上的海森堡模型中存在自旋无序相,反铁磁相互作用沿着线J2=J3,在[Phys. Rev. B 83,094506(2011)]预测的第三邻居。我们使用Schwinger玻色子技术,然后对小系统进行平均场解耦和精确对角化,以证明在强量子极限(S=1/2)下存在具有自旋能隙和短程Néel关联的中间相。
2011-03-30 cond-mat.str-el
Quantum disordered phase on the frustrated honeycomb lattice
本文研究了具有反铁磁相互作用的蜂窝晶格上的海森堡模型的相图,直到沿$J_2=J_3$线的第三邻居,其中包括点$J_2=J_3=J_1/2$,对应于经典基态具有宏观简并的高阻挫点。使用线性自旋波,Schwinger玻色子技术,然后对小系统进行平均场解耦和精确对角化,我们发现在强量子极限(S=1/2)下存在一个具有自旋间隙和短程Néel关联的中间相。所有的技术提供了一致的结果,使我们能够预测存在的量子无序相,这可能已经观察到在最近的高场ESR测量锰氧化物。
2010-04-07 cond-mat.str-el
Self consistent study of the quantum phases in a frustrated antiferromagnet on the bilayer honeycomb lattice
研究双层蜂窝晶格上的受抑海森堡模型。基态能量和自旋间隙的计算,使用不同的玻色子表示在平均场水平和数值计算,探索不同部门的相图。特别是,我们利用键算符形式主义和级数展开计算来研究二聚体层间相的程度。另一方面,我们使用Schwinger玻色子方法和小系统的精确对角化来分析层上相位的演化。在这种情况下,我们特别观察到一个阶段,提出了一个自旋间隙和短距离尼尔相关生存,即使在非零的次近邻相互作用和层间耦合的存在。
2015-01-20 cond-mat.str-el
Nature of the phases in the frustrated XY model on the honeycomb lattice
利用精确关联波函数和变分蒙特卡罗模拟研究了蜂窝晶格上阻挫XY模型的相图。我们的研究结果表明,自旋液体状态是积极有利的中间挫折,干预两个磁有序相之间的区域。后者是由经典有序的状态补充了长程Jastrow因子,其中包括相关的相关性,并大大提高了模型的纯经典解决方案所提供的描述。自旋液体态的构造是基于下面的玻色子粒子在自旋1/2费米子(部分子)方面的分解,其中Gutzwiller投影强制没有单占据,以及长程Jastrow因子。
2014-01-06 cond-mat.str-el
Mott Insulators in a Fully-Frustrated Bose Hubbard Model on the Honeycomb Lattice
利用量子蒙特卡罗模拟研究了量子涨落对全阻挫蜂窝格子玻色哈伯德模型中经典自旋液体态的影响。在模型中,通过在空间上调制每个晶格六边形周围的相互作用的符号来明确地诱导挫折。通过改变经典相互作用和量子跳跃的相对强度,可以诱导超流到Mott绝缘量子相变。在相互作用具有规则的空间调制的情况下,跳跃促进相变到共价断裂的价键固态。当相互作用被强迫没有规则的模式,莫特绝缘相被发现是无特征的和gapped,使其成为一个有趣的候选状态的量子自旋液体产生的哈密顿量只有最近邻相互作用。
2010-12-20 cond-mat.str-el
Phonon Heat Transport and Anisotropic Tuning of Quantum Fluctuations in a Frustrated Honeycomb Magnet
该研究通过极低温热输运测量,发现受阻蜂窝磁体Na3Co2SbO6中热导率受声子散射抑制,并揭示了场驱动量子临界性下磁涨落对热输运的各向异性调控。
2024-06-25 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
Chiral spin density wave order on frustrated honeycomb and bilayer triangle lattice Hubbard model at half-filling
利用SU(2)不变从玻色子理论,研究了具有最近邻$t_1$和次最近邻跳跃$t_2$的阻挫蜂窝晶格上的哈伯德模型,它与双层三角晶格同构.我们发现,库仑相互作用$U$诱导反铁磁(AF)手征自旋密度波($χ$ -SDW)在广泛的范围内的$κ=t_2/t_1$,其中两个亚晶格AF顺序在小$κ$和去耦的三个亚晶格120 $^\circ$顺序在大$κ$强烈受挫,导致三个不同的阶段与不同的异常霍尔响应。我们发现从具有反常霍尔效应的$χ$ -SDW半金属到具有量子反常霍尔效应的拓扑手性Chern绝缘体的连续跃迁,然后到具有零总Chern数但具有反常交流霍尔效应的$χ$ -SDW绝缘体的不连续跃迁,$χ$ -SDW可能是强关联和高度阻挫的六方晶格电子的一般相.
2015-05-08 cond-mat.str-el
A Study of Highly Frustrated Spin Systems with mixed PEPS in Infinite Honeycomb Lattice
高阻挫自旋系统是凝聚态物理学中的一个核心和具有挑战性的问题。针对这一问题,我们提出了一种基于混合投影纠缠对态(m-PEPS)的算法,这是一种新型的张量网络。我们使用著名的Kitaev模型在一个无限的蜂窝晶格,可以精确地解决,作为基准。在有限参数和有限尺度下,我们的计算结果与精确结果符合得很好,表明了我们算法的有效性。在给出基准的基础上,我们研究了描述铱酸钠$_2$ IrO $_3$中有效磁动量相互作用的Kitaev-Heisenberg模型,该模型可用于实现自旋液相。然而,我们的计算表明,无隙自旋液相在热力学极限下是不稳定的,因此这种现象是很难观察到的。
2013-05-02 cond-mat.str-el
Exotic topological point and line nodes in the plaquette excitations of a frustrated Heisenberg antiferromagnet on the honeycomb lattice
当系统的基态处于自旋无序格片-价键-固相时,在阻挫自旋1/2 $J_1$ - $J_2$反铁磁Heisenberg蜂窝模型的三重格片激发中出现了包括Dirac、二次和三次带接触点在内的一系列拓扑节点以及一对简并的Dirac线节点.利用孤立的海森堡六角元格的本征态,发展了该蜂窝模型的六自旋元格算子理论。自旋-1/2算符表示在由格元算符张成的Fock空间中,格元算符是根据单个受抑Heisenberg六边形本征态的精确解析形式得到的。最后,利用平均场近似,基于低能单态和三态元格算符,得到了该系统的有效相互作用玻色子模型。估算了该体系的基态能和自旋能隙,并与已知结果进行了比较,验证了该方法的有效性。在自旋无序基态的基础上出现的拓扑点和线节点在任何阻挫系统上都是非常罕见的,同时也出现了三重态平带。这些拓扑节点的演变研究在整个完整的挫折政权。最后,拓扑相位的出现已被报道后,添加一个时间反演对称性破缺项的哈密顿量。自旋能隙与拓扑节点或相位的共存使这个蜂窝模型成为一个有趣的模型。
2020-08-01 cond-mat.str-el
The frustrated Heisenberg antiferromagnet on the honeycomb lattice: A candidate for deconfined quantum criticality
利用耦合集团理论和精确对角化方法研究了蜂窝晶格上含$J_{2} = J_{3} =κJ_1$的自旋为1/2的阻挫$J_{2}$ - $J_{3}$反铁磁体的基态相图.我们目前的GS能量,磁序参数,自旋-自旋关联函数,和Plaquette价键晶体(PVBC)的磁化率的结果。我们发现了一个Néel反铁磁(AFM)相的$κ< κ_{c_{1}} \approx 0.47$,共线条纹AFM相的$κ> κ_{c_{2}} \approx 0.60$,和顺磁PVBC相的$κ_{c_{1}} \lesssim κ\lesssim κ_{c_{2}}$。在$κ_{c_{2}}$处的相变似乎是一级类型的,而在$κ_{c_{1}}$处的相变是连续的。由于Néel相和PVBC相打破了不同的对称性,我们的结果有利于在$κ_{c_{1}}$的过渡解除限制的情况。
2011-03-20 cond-mat.str-el
Broken discrete symmetries in a frustrated honeycomb antiferromagnet
用大规模蒙特卡罗模拟研究了蜂窝晶格上$J_1$- $J_2$海森堡反铁磁体在强阻挫点$J_2/J_1=1/2$的磁相图.在低温下,我们发现三种不同的领域制度,每个特点是不同的破碎离散对称性。在高达$h_{c1}/J_1\approx 2.9$的低磁场中,$Z_3$旋转晶格对称性自发地被破坏,而1/2磁化平台稳定在$h_{c2}/J_1=4$周围。共线平台态和高场共面态打破了$Z_4$的平移对称性,对应于三重$q$磁结构。中间相$h_{c1}<h<h_{c2}$具有有趣的对称结构,同时破坏了$Z_3$和$Z_4$对称性。在低得多的温度下,空间破缺的离散对称性与横向自旋分量的准长程有序共存。
2012-08-12 cond-mat.str-el
Phase diagram of the fully frustrated transverse-field Ising model on the honeycomb lattice
受三角晶格上量子二聚体模型的研究现状的启发,我们利用经典和半经典近似方法研究了蜂窝晶格上与之密切相关的完全阻挫横向场伊辛模型的相图.我们发现,除了在大的领域完全极化相,经典模型具有众多的阶段,打破了平移对称性,在二聚体语言,对应于一个plaquette相和一个柱状相分离的混合相的无限级联。在线性自旋波理论的背景下,研究了量子涨落对相图的修正。半经典能量的外推表明,当自旋为1/2时,元格相向下延伸到零场,这与三角晶格上只有动能的量子二聚体模型的$\sqrt{12}\times\sqrt{12}$相一致.
2010-12-08 cond-mat.str-el
Highly frustrated magnetism in relativistic $\boldsymbol{d}^\mathbf{4}$ Mott insulators: Bosonic analog of Kitaev honeycomb model
我们研究了具有$t_{2g}^4$电子组态的自旋-轨道耦合莫特绝缘体的轨道阻挫单重态-三重态模型。在这些化合物中,低能磁自由度可以用描述自旋轨道纠缠$J=0$离子基态和激发态$J=1$能级之间跃迁的三味“三重子”算符来表示.与传统的味各向同性O(3)单重态-三重态模型相比,自旋轨道纠缠三体相互作用是味键选择性的,因此是高度受挫的。在蜂窝晶格中,我们发现密切的类比与Kitaev自旋模型-一个无限数量的守恒量,没有磁凝聚,自旋相关性是严格的短程。然而,由于三重子的玻色子性质,在自旋能隙中不存在涌现的无能隙激发,并且基态是没有长程纠缠的稠密三重子对的强关联顺磁体。使用精确对角化,我们研究玻色Kitaev模型及其各种扩展,打破了模型的精确对称性,并允许磁凝聚的三重子。钌氧化物的磁性的可能影响进行了讨论。
2019-12-18 cond-mat.str-el
Topological Magnon Bands and Unconventional Thermal Hall Effect on the Frustrated Honeycomb and Bilayer Triangular Lattice
在传统的铁磁系统中,拓扑磁振子带和热霍尔效应是由Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用(Dzyaloshinskii-Moriya interaction,简称DZYH)引起的。然而,原则上,磁共振要么是可以忽略的,要么是在某些量子磁体中对称性所不允许的。因此,我们预计,拓扑磁振子功能将不会出现在这些系统。此外,三角晶格上的量子磁体预计不会具有拓扑特征,因为由于相邻三角形的相等和相反的贡献,自旋手征或自旋手征被抵消。然而,在这里,我们预测,同构的阻挫蜂窝晶格和双层三角晶格反铁磁系统将显示拓扑磁振子带和拓扑热霍尔效应的情况下,一个内在的量子阱。这些非常规的拓扑磁振子功能是由于磁场诱导的非共面自旋配置与非零标量自旋手征。的相关性的结果,以现实的双层三角形反铁磁材料进行了讨论。
2017-06-29 cond-mat.str-el
Strongly frustrated triangular spin lattice emerging from triplet dimer formation in honeycomb Li2IrO3
在量子磁学中,自旋二聚体通常与自旋单重态相关联。迄今为止,在任何3D或准2D材料中均未观察到$triplet$ $dimerization$。考虑到这一点,我们在这里讨论的电子结构的自旋轨道驱动的$5d^5$莫特绝缘体Li $_2$ IrO $_3$,一个蜂窝晶格系统的两个晶体学上不等价的Ir-Ir键。从$ab$ $initio$多体计算,我们发现,虽然海森堡和Kitaev耦合存在,磁相互作用是由一个强的各向同性铁磁交换只有一组债券。这导致三重态自旋二聚体的形成,有效地放置在一个强烈的挫折三角形晶格。的三重态二聚体保持保护在一个大的区域的相图,这表明,锂$_2$ IrO $_3$具有长程不相称的磁基态,这是由Kitaev交换相互作用超出了标准的平面螺旋配置。
2015-11-26 cond-mat.str-el
Frustrated magnetic interactions in an S=3/2 bilayer honeycomb lattice compound Bi3Mn4O12(NO3)
本文研究了S=3/2双层蜂窝晶格化合物Bi_3Mn_4O_(12)(NO_3)在室温和强磁场下的中子非弹性散射。在不存在长程磁序的环境磁场中,观察到了相对宽的单调色散的磁激发。在磁场诱导的长程有序状态在10 T,磁分散体变得稍微更强烈,虽然仍然广泛的无序状态,和两个激发间隙,可能源于易平面磁各向异性和双层内的相互作用,发展。使用线性自旋波理论分析磁分散体,我们估计了平面内和双层内的磁相互作用,这与从头算密度泛函理论计算确定的结果几乎一致[M. Alaei等人,Phys. Rev. B 96,140404(R)(2017)],除了第3和第4近邻双分子层内相互作用。最重要的是,正如理论预测的那样,在蜂窝平面中没有明显的挫折,但挫折的双层内相互作用可能会导致无序的基态。
2019-10-09 cond-mat.str-el
SU(4) Heisenberg model on the honeycomb lattice with exchange-frustrated perturbations: implications for twistronics and Mott insulators
最近研究了蜂窝晶格上的SU(4)对称自旋轨道模型与相关绝缘体的关系,例如$e_{g}$莫特绝缘体Ba $_{3}$ CuSb $_{2}$ O $_{9}$和四分之一填充时魔角扭曲双层石墨烯的绝缘相。在这里,我们提供了一个统一的讨论,这些系统通过调查一个扩展的模型,其中包括洪德的耦合和各向异性,轨道相关的交换相互作用的影响。结合平均场论、线性味波理论和变分蒙特卡罗方法,我们证明了该模型在SU(4)对称点附近的宽参数区域内存在量子自旋轨道液体。对于大的Hund耦合,铁磁反铁磁轨道有序状态出现,而结合涡旋轨道状态的价键晶体是稳定的占主导地位的轨道依赖的交换相互作用。
2019-11-21 cond-mat.str-el
Unexpected z-Direction Ising Antiferromagnetic Order in a frustrated Spin-1/2 $J_1-J_2$ XY Model on the Honeycomb Lattice
利用宽柱上的密度矩阵重整化群(DMRG),研究了蜂窝晶格上自旋为1/2的XY模型在第一近邻($J_1 = 1$)和第二近邻($J_2>0$)相互作用下的相图.对于中间阻挫制度$0.22\lesssim J_2\lesssim0.36$,我们发现了一个令人惊讶的反铁磁伊辛相,有序的时刻指向沿z轴,尽管没有任何S_z_z相互作用的哈密顿量。作为$J_2$的函数,围绕该相的是反铁磁相,对于小的$J_2$,反铁磁相的磁矩指向$x-y$平面;对于大的$J_2$,反铁磁相的磁矩在$x-y$平面磁共线相和二聚体相之间存在密切竞争。在这个模型中,我们没有发现任何自旋液相。
2014-01-03 cond-mat.str-el
Macroscopic Degeneracy and Emergent Frustration in a Honeycomb Lattice Magnet
使用基于费米子对角化和经典蒙特卡罗的混合方法,我们调查巡回和本地化的自旋之间的相互作用,竞争双和超交换相互作用,蜂窝晶格。对于适度的超交换,自然形成六边形的几何阻挫三角形晶格。对于稍大的超交换,二聚基态是稳定的,具有宏观简并性。这些国家的存在下,非挫折蜂窝晶格突出了一个新的现象,在这个巡回电子系统:涌现几何挫折和简并。
2011-09-09 cond-mat.str-el
Quantum phases in the frustrated Heisenberg model on the bilayer honeycomb lattice
本文采用解析和数值相结合的方法研究了双层蜂窝晶格上受抑海森堡模型的相图。使用Schwinger玻色子描述的自旋算子,然后平均场去耦,磁相图作为阻挫耦合$J_{2}$和层间耦合$J_{\bot}$的函数进行了研究。磁有序相和无序相的存在下进行了研究,通过评估的基态能量,自旋间隙,局部磁化和自旋-自旋相关性。我们观察到一个相位与自旋间隙和短程Néel相关生存的非零次近邻相互作用和层间耦合。此外,我们检测到的重入行为在Néel相的熔化和对称性恢复时,该系统经历了从层间价键晶体相的过渡到层间价键晶体相的签名。我们补充我们的工作与精确对角化的小集群和二聚体系列膨胀计算,连同一个线性自旋波的方法来研究作为一个函数的自旋$S$,挫折和层间耦合的相图。
2014-01-07 cond-mat.str-el
The frustrated Heisenberg antiferromagnet on the honeycomb lattice: $J_{1}$--$J_{2}$ model
用耦合团簇方法研究了蜂窝晶格上自旋为1/2的$J_{1}$-$J_{2}$反铁磁体与$J_{2}=κJ_1>0$($J_{1}>0$)的基态相图.我们目前的基态能量,磁序参数和格片价键晶体(PVBC)的磁化率的结果。我们发现$κ_{c_1}<κ<κ_{c_2}$的顺磁性PVBC相,其中$κ_{c_1} \approx 0.207 \pm 0.003$和$κ_{c_2} \approx 0.385 \pm 0.010$。在$κ_{c_1}$到Néel相的转变似乎是一个连续的非限定转变(尽管我们不能排除在$0.21 \lesssim κ\lesssim 0.24$范围内的一个非常窄的中间相),而在$κ_{c_2}$的转变是一阶类型的,转变为另一个准经典反铁磁相,在经典模型中,这种准经典反铁磁相只发生在孤立的高度简并的临界点$κ= 1/2$。对于所有$κ> 1/6$值经典存在的螺旋相位对于所有$κ\lesssim 1$都不存在。
2012-01-17 cond-mat.str-el
Magnons and Spinons in $\mathrm{Ba}_2\mathrm{CoTeO}_6 $: A Composite System of Isolated Spin-$1/2$ Triangular Heisenberg-like and Frustrated Honeycomb Ising-like Antiferromagnets
本文报道了由两个几乎孤立的子系统A和B组成的$\mathrm{Ba}_2\mathrm{CoTeO}_6$中磁有序和激发的中子散射结果,这两个子系统分别被描述为$S\,{=}\,1/2$三角形类海森堡反铁磁体和受抑蜂窝状类伊辛反铁磁体.在$T_{\rm N1}\,{=}\,12.0$ K以下证实了子系统B的条纹有序,而在0.3 K(${\ll}\,T_{\rm N2}\,{=}\,3.0$ K)下沿$(1/3, 1/3, L)$和$(2/3, 2/3, L)$观察到尖锐的条纹。这表明子系统A中有序的二维性质。结果表明,两个子系统的激发光谱分离良好,相互独立。子系统A的激发谱由两个单磁振子分支组成,在M点处具有类似于回旋子的极小值,并具有结构清晰的强连续谱,与在$\mathrm{Ba}_3\mathrm{CoSb}_2\mathrm{O}_9$中观察到的类似,这强烈地指示了自旋子激发。子系统B的色散曲线可以用第三近邻交换相互作用中的线性自旋波理论来描述。
2021-11-18 cond-mat.str-el
Spiral antiferromagnets beyond the spin-wave approximation: frustrated $XY$ and Heisenberg models in the honeycomb lattice
我们研究了具有一般的无公度螺旋序的经典态对量子涨落的稳定性。具体地说,我们主要研究了具有最近邻$J_1$和次最近邻$J_2$反铁磁耦合的蜂窝晶格上自旋为1/2的受抑$XY$和海森堡模型。我们的变分方法是基于Jastrow波函数,其中包括量子相关的经典自旋波。我们进行了系统的优化波矢量和Jastrow赝势在这类变分状态,并发现量子波动有利于共线状态超过一般的共面螺旋。具有${\bf Q}=(0,0)$的Néel状态将其稳定性扩展到远远超过经典值$J_2/J_1=1/6$。最重要的是,共线态与${\bf Q}=(0,2π/\sqrt{3})$(和两个相关的状态)被发现是稳定的,在一个大的制度与中间挫折,而在经典水平上,他们仅限于点$J_2/J_1=0.5$。对于大的挫折,$120^\circ$状态是稳定的$J_2/J_1$在两个模型中的有限值。
2014-03-29 cond-mat.str-el
Quantum phases of the frustrated XY models on the honeycomb lattice
寻找自旋液态一直吸引着实验学家和理论家。在这篇文章中,我们回顾了最近的密度矩阵重整化群研究自旋1/2 XY模型的蜂窝晶格上,与第一邻居($J_1 = 1$)和挫折的第二邻居($J_2>0$)的相互作用。对于中间阻挫制度$0.22\lesssim J_2\lesssim0.36$,存在一个令人惊讶的反铁磁伊辛相,有序的时刻指向沿$z$轴,尽管没有任何$S_z S_z$相互作用的哈密顿量。作为$J_2$的函数,围绕该相的是反铁磁相,对于小的$J_2$,反铁磁相的磁矩指向$\textit{x-y}$平面,对于大的$J_2$值,反铁磁相在$\textit{x-y}$平面磁共线相和二聚体相之间存在密切竞争。在XY模型中没有发现自旋液相,即使有第三近邻($J_3>0$)相互作用。
2014-12-13 cond-mat.str-el
Order-by-disorder from Schwinger bosons in a frustrated honeycomb ferromagnet
Institut Néel, Université Grenoble Alpes and CNRS(内尔研究所,格勒诺布尔阿尔卑斯大学和法国国家科学研究中心);Departamento de Física Teórica de la Materia Condensada, Condensed Matter Physics Center (IFIMAC) and Instituto Nicolás Cabrera, Universidad Autónoma de Madrid(凝聚态物理理论系,凝聚态物理中心(IFIMAC)和尼古拉斯·卡布雷拉研究所,马德里自治大学)
研究通过改进的Schwinger玻色子平均场理论和精确对角化方法,揭示了在特定参数范围内,由量子涨落驱动的双zigzag磁序的形成,并与最近的密度矩阵重整化群结果一致,同时讨论了其与最近的非弹性中子散射测量的相关性。
2026-05-18 cond-mat.str-el
CaMn$_2$Sb$_2$: Spin waves on a frustrated antiferromagnetic honeycomb lattice
我们提出了非弹性中子散射测量的反铁磁绝缘体CaMn $_2$ Sb $_2$,它由波纹蜂窝层的Mn。磁激发的分散已被测量沿H和L方向在倒易空间中,与$\approx$ 24毫电子伏的最大激发能。这些激发在海森堡模型中由自旋波很好地描述,包括Mn平面中的第一和第二近邻交换相互作用J $_{1}$和J $_{2}$以及平面之间的交换相互作用。所确定的J $_{2}$ /J $_{1}$ $\approx$ 1/6的比例表明,CaMn $_2$ Sb $_2$是第一个非常接近平均场三临界点的化合物的例子,该平均场三临界点是蜂窝晶格上的经典海森堡模型所知的,其中Néel相和两种不同的螺旋相共存。所确定的交换相互作用的大小揭示了平均场有序温度$\approx$ 4倍大于报告的Néel温度T $_{N}$ = 85 K,表明从接近三临界点产生的显着挫折。
2015-05-22 cond-mat.str-el
Transverse Magnetic Susceptibility of a Frustrated Spin-$\frac{1}{2}$ $J_{1}$--$J_{2}$--$J_{1}^{\perp}$ Heisenberg Antiferromagnet on a Bilayer Honeycomb Lattice
利用耦合团簇方法(CCM)研究了双层蜂窝晶格上的受抑自旋- $\frac{1}{2}$-$J_{1}$ --$J_{2}$ -- $J_{1}^{\perp}$海森堡反铁磁体.最近邻(NN)和令人沮丧的次最近邻反铁磁(AFM)交换相互作用存在于每一层中,具有各自的交换耦合常数$J_{1}>0$和$J_{2} \equiv κJ_{1} > 0$。这两个层用具有耦合强度$J_{1}^{\perp}\equiv δJ_{1}>0$的NN AFM交换耦合。我们计算高阶近似CCM内的零场横向磁化率$χ$在Néel阶段。因此,我们得到了一个精确的估计的Néel相位在$κδ$平面的零温度量子相图的完整边界。我们明确表明,从$χ$得到的相边界是完全一致的,从消失的Néel磁序参数。因此,我们得出结论,在沿Néel相边界的所有点准经典磁序让位于非经典顺磁相与非零的能隙。Néel相边界表现出显着的重入行为,我们详细讨论。
2017-09-24 cond-mat.str-el
Phase diagram of the frustrated quantum-XY model on the honeycomb lattice studied by series expansions: Evidence for proximity to a bicritical point
采用基态级数展开方法,研究了蜂窝晶格上的最近邻交换($J_1$)和次邻交换($J_2$)XY反铁磁体.在小$J_2$处的传统的两个子晶格XY N{é}el阶在$J_2/J_1=0.22\pm 0.01$处消失,这与密度矩阵重整化群(DMRG)研究的结果一致。在过渡附近,我们发现XY和Ising自由度之间{ \it近似}涌现对称性的证据,即最近邻Ising和XY自旋相关变得几乎相等。这表明系统接近于分离XY和伊辛阶的双临界点。在更大的$J_2/J_1$的柱状和二聚体的能量被发现是几乎简并。在甚至更大的$J_2$下,获得柱状相。在所有三个阶段的基态能量是在DMRG研究中发现的值很好的协议。
2014-03-08 cond-mat.str-el
Successive magnetic phase transitions in $\bmα$-RuCl$_3$: XY-like frustrated magnet on the honeycomb lattice
层状化合物$α$-RuCl $_3$由具有$4d^5$电子态的磁性Ru $^{3+}$离子的蜂窝晶格组成。我们研究了磁性$α$ -RuCl $_3$通过磁化强度和比热测量使用单晶。观察到$α$-RuCl $_3$在$T_{t}\,{\simeq}\,150$ K下发生结构相变,并伴有相当大的滞后.这种结构相变预计是类似于密切相关的CrCl $_3$中观察到的。磁化强度和磁化率是强各向异性的,其主要由各向异性$g$因子引起,即,磁场分别平行于和垂直于$ab$平面的$g_{ab}\,{\simeq}\,2.5$和$g_c\,{\simeq}\,0.4$。这些$g$因子和所得到的熵表明Ru $^{3+}$的有效自旋为1/2,这是低自旋态的结果.比热数据表明,在零磁场下,磁有序发生在四个步骤。连续的磁相变应归因于交换相互作用之间的竞争。得到了$H\,{\parallel}\,ab$的磁相图。本文讨论了$α$-RuCl-$_3$中的强各向异性$g$因子,并推导出交换相互作用是强类XY的。$α$ -RuCl $_3$在磁性上被描述为蜂窝晶格上的三维耦合XY类受抑磁体。
2015-03-12 cond-mat.str-el
A high-order study of the quantum critical behavior of a frustrated spin-$\frac{1}{2}$ antiferromagnet on a stacked honeycomb bilayer
我们研究了双层蜂窝晶格上的受抑自旋- $\frac{1}{2}$-$J_{1}$- $J_{2}$- $J_{3}$- $J_{1}^{\perp}$海森堡反铁磁体.在每一层中,我们考虑最近邻(NN),下一个最近邻,和下一个下一个最近邻反铁磁(AFM)交换耦合$J_{1}$,$J_{2}$和$J_{3}$,分别。这两个层用AFM NN交换耦合$J_{1}^{\perp}\equivδJ_{1}$耦合。该模型被研究为任意值的$δ$沿线$J_{3}=J_{2}\equivαJ_{1}$,其中包括在$α=\frac{1}{2}$,其中经典的基态是宏观退化的最高挫折点。在高阶近似下用耦合团簇方法计算了磁序参数和三重态自旋能隙。因此,我们能够在窗口$0 \leq α\leq 1$,$0 \leq δ\leq 1$中给出$αδ$平面中模型的量子相图的精确描述。这包括具有Néel和条纹顺序的两个AFM相,以及具有各种形式的价键结晶顺序的中间间隙顺磁相。我们获得了两个相位边界的精确估计,$δ= δ_{c_{i}}(α)$,或等价地,$α= α_{c_{i}}(δ)$,$i=1$(Néel)和2(条纹)。这两个边界表现出“避免交叉”的行为,两条曲线都是可重入的。
2017-11-29 cond-mat.str-el
Dominant Kitaev Interaction and Field-induced Quantum Disordered Phase in the Cobaltate Na$_2$Co$_2$TeO$_6$
Institute for Solid State Physics, University of Tokyo(东京大学固体物理研究所);School of Physics, Southeast University(东南大学物理学院);Anhui Key Laboratory of Low-Energy Quantum Materials and Devices, High Magnetic Field Laboratory, Hefei Institutes of Physical Science, Chinese Academy of Sciences(中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心);School of Physical Science and Engineering, Beijing Jiaotong University(北京交通大学物理科学与工程学院);Center for Quantum Materials, Seoul National University(首尔大学量子材料中心);School of Physics, Georgia Institute of Technology(佐治亚理工学院物理学院);Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院理论物理研究所)
研究发现Na₂Co₂TeO₆中主导的凯特夫相互作用诱导出中间无序相,揭示了量子自旋液体相的形成。
2026-01-07 cond-mat.str-el
Local Magnetism and Spin Dynamics of the Frustrated Honeycomb Rhodate Li2RhO3
我们报告的磁化强度,热容量,7 Li-核磁共振(NMR),和muSR(μ子自旋roration)测量蜂窝状4d 5自旋液体候选人Li 2 RhO 3。在小磁场中的磁化提供了在6 K下一小部分Rh 4 + -磁矩的部分自旋冻结的证据,而在100 K以上的居里-外斯行为表明具有约2.2 μ B的磁矩的伪自旋1/2顺磁体。磁比热(Cm)不表现出磁场依赖性,表明在0.35K以下不存在长程磁序。Cm/T在约10 K时有一个很宽的最大值,低温时Cm=T^2。对自旋-晶格弛豫速率(1/T1)的测量表明,自旋涨落在冷却时会无间隙地减慢,1/T1=T^2.2。从NMR和muSR的结果是一致的情况下,少数的Rh 4+时刻是在一个短距离相关的冻结状态,并与大多数时刻在液体状的状态,继续在低温下波动共存。
2017-09-26 cond-mat.str-el
Structural and magnetic properties of the new cobaltate series (BaSr)4-xLa2xCo4O15
报道了一类新的钴酸盐化合物(BaSr)4-xLa 2xCo 4 O 15(x = 0,0.5和1)的结构和磁性。这些化合物以六方结构结晶,其中钴离子分布在具有不同氧配位的两个不同晶体学位点之间。三个Co-O四面体和一个八面体通过共享氧原子连接形成Co 4 O 15簇,这些簇被堆积在一起形成蜂窝状网络。Sr和/或Ba原子被La部分取代允许调节Co价态混合的程度,但所有组合物仍然受到电荷随机分布的影响。磁化率与中子散射测量表明,所有研究的标本的特点是竞争铁磁和反铁磁交换相互作用,产生一个三维海森堡自旋玻璃态。中子能谱显示出一个明显的趋势,自旋动力学减慢后,增加La浓度,表明在掺杂样品中的电荷随机性减少。
2012-09-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Optical detection of bond-dependent and frustrated spin in the two-dimensional cobalt-based honeycomb antiferromagnet Cu3Co2SbO6
本文提出Cu3Co2SbO6作为二维蜂窝反铁磁体,通过光谱学揭示其键依赖自旋与激子耦合及高温自旋涨落,证明其是可由光探测和调控的Kitaev量子自旋液体候选材料。
2023-09-27 cond-mat.str-el
Featureless quantum paramagnet with frustrated criticality and competing spiral magnetism on spin-1 honeycomb lattice magnet
我们研究了自旋为1的具有阻挫交换作用的蜂窝晶格磁体。所提出的微观自旋模型包含第一和第二邻居海森堡相互作用以及单离子各向异性。我们建立了一个丰富的相图,其中包括一个无特征的量子顺磁体和各种自旋螺旋态诱导的量子无序有序机制。虽然量子顺磁体被称为无特征的,它表明,磁激发发展的倒易空间中的轮廓简并带的最低点。这些轮廓简并激发是从量子顺磁体到有序相的受抑临界性的原因。这项工作说明了磁阻挫对磁有序和磁激发的影响。我们讨论了各种镍基蜂窝晶格磁体的实验相关性。
2020-04-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anisotropic frustrated Heisenberg model on the honeycomb lattice
研究了蜂窝晶格上具有竞争相互作用的各向异性海森堡模型的基态相图。我们使用量子蒙特卡罗模拟,以及线性自旋波和伊辛级数展开,以确定有序磁相的相边界。我们发现一个区域没有任何经典秩序附近的一个高度沮丧点。高阶关联函数在这个区域没有给出长程价键顺序的信号。低能谱是通过精确对角化得到的,用于检查小尺寸周期晶格上的拓扑序。
2012-09-11 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Electronic and magnetic properties of the kagome systems YBaCo4O7 and YBaCo3MO7 (M=Al, Fe)
我们提出了一种结合实验和理论的X射线吸收光谱(XAS)研究的新类别的钴酸盐YBaCo 4 O 7和YBaCo 3 MO 7(M= Al,Fe)。重点是在这些几何挫折戈薇化合物的过渡金属离子的局部电子和磁性。对于混合价钴酸盐YBaCo_4 O_7,Co ~(2+)和Co ~(3+)都处于高自旋态。这些高自旋态的稳定性在四面体协调与那些在八面体协调的情况下更深入的研究。对于新化合物YBaCo_3FeO_7,我们发现只有Co ~(2+)和Fe ~(3+)作为电荷态。
2009-08-03 cond-mat.str-el