Y. Alexanian, R. Kumar, H. Zeroual, B. Bernu, L. Mangin-Thro, J. R. Stewart, J. M. Wilkinson, S. Bhattacharya, P. L. Paulose, F. Bert, P. Mendels, B. Fåk, E. Kermarrec
Three-dimensional quantum spin liquids have remained elusive, hindered by reduced quantum fluctuations from larger lattice connectivity inherent to high-dimensional systems. Here, we investigate the remarkable persistence of dynamical short-range magnetic correlations in the nearly body-centered cubic garnet NaCa$_{2}$Cu$_{2}$(VO$_{4}$)$_{3}$ down to $T = 50$ mK, two orders of magnitude below its Curie-Weiss temperature. Using a combination of neutron and muon spectroscopies plus numerical simulations, we demonstrate that a dynamical regime emerges, characterized by a dual response in the inelastic spectrum composed of short-live dispersive excitations and a quasi-elastic component. Strongly frustrated exchange interactions combined with subtle temperature-dependent Jahn-Teller spin-lattice effects are a plausible mechanism to explain the origin of this spin-liquid behavior.
Juxtaposition of Spin Freezing and Long Range Order in a Series of Geometrically Frustrated Antiferromagnetic Gadolinium Garnets
在零磁场中测量了一系列几何阻挫反铁磁海森堡石榴石系统的比热。测量Gd 3Ga 5 O 12，生长与同位素纯Gd，同意与以前的结果与自然丰富的Gd样品，显示没有订购功能。与此相反，Gd 3 Te 2Li 3 O 12和Gd 3Al 5 O 12样品分别在243 mK和175 mK处表现出明显的有序转变。通过用非磁性的Y ~（3+）稀释Gd ~（3+），研究了低能级无序的影响。一个彻底的结构表征，使用X-射线衍射，进行所有的样品研究。我们讨论了在非常相似的系统中这种不同行为的可能解释。
Double magnetic transition, complex field-induced phases, and large magnetocaloric effect in the frustrated garnet compound Mn$_{3}$Cr$_{2}$Ge$_{3}$O$_{12}$
Real-space investigation of short-range magnetic correlations in fluoride pyrochlores NaCaCo$_2$F$_7$ and NaSrCo$_2$F$_7$ with magnetic pair distribution function analysis
我们目前的飞行时间中子总散射和极化中子散射测量的磁阻挫化合物NaCaCo $_2$ F $_7$和NaSrCo $_2$ F $_7$，这属于一类最近发现的基于过渡金属和氟的烧绿石化合物。采用磁对分布函数（mPDF）技术对实际空间中的总散射数据进行分析和建模。我们发现，以前提出的模型的短程XY-类似的相关性与长度尺度为10-15纳米，结合最近邻共线反铁磁相关性，准确地描述了在低温下的mPDF数据，确认磁性基态在这些材料。极化中子散射数据进一步验证了该模型。从mPDF和极化中子散射数据的温度依赖性的分析，我们发现，短程相关性坚持在最近邻长度尺度高达200 K，大约两个数量级高于这些化合物的自旋冻结温度。这些结果突出了这些新的烧绿石化合物所提供的机会，研究在相对较高的温度下的几何挫折的影响，同时也推进了mPDF技术，并提供了一个新的机会，调查一个真正的短程有序磁基态直接在真实的空间。
Dynamic correlations of frustrated quantum spins from high-temperature expansion
Institut für Theoretische Physik, Universität Tübingen（蒂宾根大学理论物理研究所）；Department of Physics and Arnold Sommerfeld Center for Theoretical Physics, Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学物理系与阿诺德·索末菲理论物理中心）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）
Ground-state phases of $S = 1/2$ Heisenberg models on the body-centered cubic lattice
CPHT, LIX, CNRS, Inria, École Polytechnique, Institut Polytechnique de Paris（法国国家科学研究中心，信息学实验室，Inria，巴黎综合理工学院，巴黎理工学院）；Collège de France, Université PSL（法兰西公学院，巴黎文理研究大学）
Continuum of quantum fluctuations in a three-dimensional $S\!=\!1$ Heisenberg magnet
常规晶体磁体的特征在于对称性破缺和被称为具有量子化角动量$\hbar$的磁振子的正常激发模式。中子散射相应地具有低温下的额外磁布拉格衍射和与单磁振子产生和湮灭相关的色散非弹性散射。在所谓的量子自旋液体中，可以预见到磁共振现象，例如一维自旋1/2链，其没有磁序，并且其中磁振子相应地分裂成具有角动量$\hbar/2$的自旋子。这是一个连续的非弹性中子散射与两个自旋过程和磁布拉格衍射的情况下，异常地揭示。在这里，我们报告的量子自旋液体在三维海森堡反铁磁体NaCaNi $_2$ F $_7$这些相同的关键特征的证据。通过比热测量、中子散射测量、蒙特卡罗模拟和等时关联的解析近似，我们证明了NaCaNi $_2$ F $_7$是自旋1反铁磁海森堡模型在弱连通性和阻挫相互作用的烧绿石晶格上的几乎理想的实现.不存在磁性布拉格衍射，90%的光谱权重形成与自旋1/2链相似的连续磁性散射，但具有低能量夹点，表明NaCaNi $_2$ F $_7$处于库仑相。剩余熵和漫弹性散射指出了由挫折，量子涨落和弱交换无序驱动的物质的奇异状态。
