Impurity Effects in Highly Frustrated Diamond Lattice Antiferromagnets
我们考虑了局部杂质在高阻挫金刚石晶格反铁磁体中的作用,这种反铁磁体表现出大的但非广泛的基态简并。这种模型适用于许多A位磁性尖晶石。我们认为,非常普遍的是,足够稀释的杂质诱导有序的磁性基态,并提供了一个机制的简并打破。所选择的状态可以通过“瑞士奶酪模型”分析来确定,在这种情况下,我们用数值方法对特定的杂质模型进行了证明。此外,我们提出的标准,用于估计所产生的有序相的竞争冻结(自旋玻璃)的稳定性。这一结果可以解释CoAl_2O_4和Mn_Sc_2S_4的冻结态和有序基态的对比现象。
2011-03-25 cond-mat.str-el
Probing frustrated metallo-molecular spin Kondo lattice interfaces through anomalous Nernst effect
University of Leeds(利兹大学);Queen’s University Belfast(贝尔法斯特女王大学)
通过异常纽兰系数探测Pt(111)和Pt(111)/Co薄膜分子界面处的受挫铁磁态,揭示了自旋冻结转变与奇异金属行为的关系。
2026-02-16 cond-mat.str-el
Anomalous impurity effect on magnetization in frustrated one-dimensional ferro- and ferrimagnets
预测了由于非磁性杂质,受抑一维铁磁体和亚铁磁体的自发磁化强度会显著降低。利用密度矩阵重整化群方法和精确对角化方法,我们证实了在有限长链中,由于单个杂质,总自旋可以为零。引入磁畴反转图,数值研究了杂质浓度对磁化强度的影响。特别是,我们表明,即使与一个无穷小的杂质密度的磁化强度在基态从相应的纯系统减少了约40%。的材料可能会显示这种异常杂质效应的条件制定。
2006-03-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Frustrated two-level impurities in two-dimensional antiferromagnets
讨论了二维和准二维海森堡反铁磁体中杂质自旋$\frac12$在$T\ge0$的动力学性质。被认为是对称耦合到两个相邻的主机自旋杂质的具体情况。该问题的特点是缺陷位于零分子场中,是简并的(受抑的)。结果表明,这个问题可以用没有隧穿项的自旋玻色子模型来描述。我们证明了宿主系统对缺陷的影响完全由谱函数描述。在自旋波近似下发现,对于不太小的$ω$,谱函数与$ω^2/J^3$成比例,其中$J$是宿主自旋之间的交换常数。利用Abrikosov的赝费米子技术和图解展开导出了缺陷的动力学磁化率。在无量纲耦合参数$f$的四阶内进行计算。发现横向杂质磁化率$χ_\perp(ω)$有一个Lorenz峰,峰宽与$f^4J(T/J)^3$成正比,峰在T = 0时消失;后一个术语在数学上发散为$ω,T \to 0$。静态磁化率$χ(0)$具有类似自由自旋的贡献$1/(4T)$,以及与$f^2\ln(J/T)$成比例的对数校正。还研究了缺陷$n$的有限浓度对AF低温性能的影响。得到了自旋波速度的对数修正形式为$nf^4\ln|J/ω|$,自旋波的反常阻尼与$nf^4|ω|$成正比。
2005-11-17 cond-mat.str-el
Probing the susceptibility $χ'(q)$ in cuprates using Ni impurities
最近关于$YBa_2(Cu_{1-x}Ni_x)_3O_{6+δ}$的NMR实验(Bobroff等人,Phys.Rev.Lett. 79,2117(1997))已经表明,Ni杂质为静态自旋磁化率$χ'(q)$的动量依赖性提供了重要的探针。结合对$^{17}$ O线宽$Δν$和高斯弛豫时间$T_{2G}$的测量,我们发现磁关联长度$ξ$必须具有很大的温度依赖性。使用数值模拟,我们提出了一个详细的分析$Δν$作为温度和杂质浓度的函数。与高斯形式相反,对于$χ'(q)$的洛伦兹形状,$Δν$强烈地依赖于$ξ$。这一结果与$ξ$随温度变化的实验发现一起排除了$χ'(q)$的高斯形式。
1998-01-29 cond-mat.str-el
Quantum magnets with weakly confined spinons: Multiple length scales and quantum impurities
在具有强量子涨落的磁体中,可以实现具有或不具有自旋子激发限制的顺磁基态。在这里,我们讨论了在约束-解除约束转变附近的约束相的物理学:这种状态,可能与许多受抑自旋系统有关,其特征在于多个长度尺度:除了磁相关长度之外,可以定义约束长度,可以探测,例如,通过非磁性杂质附近的局部静态测量。我们通过对二聚自旋链的显式计算来说明这些想法,但我们的定性结果在更高的维度上也是有效的。特别是,我们研究交叉从弱到强约束可见的反铁磁极化云周围的非磁性杂质。我们还讨论了杂质之间的有效磁相互作用,相关的杂质诱导的磁秩序,和核磁共振和中子散射实验的后果。
2009-07-15 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Probing d-wave pairing correlations in the pseudogap regime of the cuprate superconductors via low-energy states near impurities
从理论上探讨了铜氧化物超导体赝能隙机制的问题,特别是d波对称性超导配对关联的存在和性质。结果表明,如果d波相关性被认为是描述超导状态坚持到赝能隙制度,但与对势相位波动,破坏其长程性质,那么低能量准粒子状态附近观察到的扩展杂质在真正的超导状态也应该坚持作为共振的赝能隙制度。准粒子的散射,这些相位波动拓宽了什么是(在超导状态)在低能量的单粒子谱函数的尖峰,我们证明了在一个简单的模型。这个峰和它的加宽,在原则上,可通过扫描隧道光谱附近的扩展杂质的赝能隙制度。如果是这样的话,这样的实验将提供一个探针的程度,d波超导相关性持续进入赝能隙制度,从而提供了一个严格的诊断的相位波动的情况。
2001-06-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Absence of effective spins 1/2 induced by nonmagnetic impurities in a class of low-dimensional magnets
我们发现,掺杂的Majumdar-Ghosh链与非磁性杂质{ \it不}产生几乎自由自旋1/2。这个系统和其他自旋液体,如unfrustrated自旋梯之间的差异,说明在一般的二聚,挫折自旋链的上下文中。通过对含两个杂质的有限长链的激发谱的详细分析,我们研究了杂质诱导自由自旋的屏蔽效应的演化,以及它们之间有效相互作用的符号和大小。我们评论一个可能的连接到CuGeO_3中的杂质掺杂实验。
2001-09-05 cond-mat.str-el
Boundary quantum criticality in models of magnetic impurities coupled to bosonic baths
我们研究量子杂质问题,其中一个本地磁矩耦合到玻色子环境的自旋密度,导致玻色子版本的标准近藤和安德森杂质模型。在物理情况下,这些玻色子环境既可以对应于某些类Z_2阻挫反铁磁体中的退禁闭自旋子,也可以对应于多组分玻色气体中的粒子(在这种情况下,自旋自由度归因于超精细能级)。使用重整化群技术,我们建立了我们的杂质模型,它具有类似于近藤杂质在费米液体中的交换相互作用,允许流向一个稳定的强耦合态。由于低能玻色子围绕动量空间中的一个点而存在,并且没有费米面,因此在中间耦合处发生杂质量子相变,分离屏蔽相和非屏蔽相。这种行为是定性的不同,从以前研究的自旋玻色子模型,显示稳定的中间耦合固定点和没有屏蔽自旋各向同性的变种。
2007-03-23 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Magnetic ordering in a doped frustrated spin-Peierls system
基于准一维自旋-Peierls系统模型,利用随机级数展开量子Monte Carlo方法研究了随机分布S=1/2自旋通过长程成对相互作用的有效二维哈密顿量.磁化率显示居里样的行为,在最低温度达到虽然交错磁化被发现是有限的$T\to 0$。相应的三维尼尔温度的掺杂依赖性也被计算。
2004-08-16 cond-mat.str-el
Thermal entanglement on a frustrated tetrahedron: Probing quantum resources through concurrence and stabilizer structure
Memorial University of Newfoundland(纽芬兰纪念大学)
本研究通过线性优化和并发度上界,分析四面体受挫自旋系统的热纠缠,发现可分离热态区域,并用稳定子Rényi诊断探索量子魔力,为量子资源研究提供实用基础。
2026-09-17 cond-mat.str-el quant-ph
Ordering of magnetic impurities and tunable electronic properties of topological insulators
研究了随机分布在拓扑绝缘体表面的磁性吸附原子的集体行为。由于表面上的自旋-动量锁定,两个吸附原子自旋的RKKY型相互作用依赖于连接它们的矢量的方向,因此吸附原子系综的相互作用受到抑制。我们发现,在低温下的挫折RKKY相互作用产生两个阶段:一个有序的铁磁相与自旋指向垂直于表面,和一个无序的自旋玻璃状相。这两个相分离的量子相变驱动的磁交换各向异性。铁磁有序通过有限温度相变发生。有序相自发地打破时间反演对称性,将表面态驱动成带隙态,这表现出反常的量子霍尔效应,并提供了宇称反常的实现。我们发现,磁有序的潜在的散射抑制。我们的工作表明,磁性杂质的控制沉积提供了一种方法来修改拓扑绝缘体的电子性质。
2010-10-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing octupolar hidden order via Janus impurities
本研究针对非 Kramers 双重态材料中杂质探针破坏被测序的问题,结合 {\it ab initio} 计算、Landau 理论与 Monte Carlo 模拟,揭示 Janus 杂质在锇酸盐双钙钛矿中诱导应变、抑制八极 $T_c$ 并产生寄生偶极矩以暴露隐藏八极序的双重机制。
2024-02-15 cond-mat.other cond-mat.str-el
Magnetic ordering in doped coupled frustrated quantum spin-1/2 chains with 4-spin exchange
近年来,人们利用数值方法研究了掺杂阻挫量子自旋链中各种链间磁耦合的作用。在带隙自旋链中引入非磁性掺杂剂,释放出自旋为1/2的自由孤子。从孤子约束的角度分析了局域磁矩的形成。一个四自旋耦合,这可能源于循环交换示出产生这样的限制。不同链上的掺杂剂经历有效的空间扩展的非挫败成对自旋相互作用。这种有效的杂质自旋之间的相互作用是长程的,因此预计将发挥关键作用的机制中观察到的反铁磁(AF)长程有序(LRO)的自旋Peierls(SP)的化合物,如CuGeO $_3$掺杂非磁性杂质。
2004-06-09 cond-mat.str-el
Probing the interplay between lattice dynamics and short-range magnetic correlations in CuGeO3 with femtosecond RIXS
飞秒时间尺度上的磁有序相的调查提供了重要的见解电荷和晶格自由度对磁子系统的影响。然而,在没有长程序的情况下发生的短程磁关联,例如在自旋受抑系统中,是许多超快技术无法达到的。在这里,我们展示了如何时间分辨共振非弹性X射线散射(trRIXS)是能够探测这种短程磁动力学的电荷转移绝缘体通过检测张赖斯单线态激子。利用trRIXS测量在O K-边缘,并结合模型计算,我们探测的短距离自旋相关的挫折自旋链材料CuGeO 3光激发后,揭示了强耦合的本地晶格和自旋子系统之间。
2021-04-08 cond-mat.str-el
$μ$SR study of the quantum dynamics in the frustrated $S=3/2$ kagome bilayers
我们目前$μ$ SR实验在$S=3/2$可果美双层化合物Ba $_{2}$ Sn $_{2}$ ZnGa $_{10-7p}$ Cr $_{7p}$ O $_{22}$(BSZCGO $(p)$),并将其与同结构SrCr $_{9p}$ Ga $_{12-9p}$ O $_{19}$(SCGO $(p)$)进行比较,包括后者的新结果为$p\geq0.89$。量子动力学的低能量磁激发在这种新的化合物中得到证实。我们用$p$、$T$和场来研究μ子弛豫率的演化。Uemura \emph{et al.} [Phys. Rev. Lett.]提出了一种基于单重态海中自旋激发的偶发动力学的μ子弛豫唯象模型。\textbf{73},3306(1994)]。扩展到所有字段和$T$ -范围。讨论了它与RVB图象的联系,并认为这种相干态可能介导了引起自旋玻璃冻结的杂质间的相互作用。
2004-09-13 cond-mat.str-el
Spin Jam: a quantum-fluctuation-induced glassy state of a frustrated magnet
自从在稀磁系统中发现自旋玻璃以来,他们的研究主要集中在理解随机性和缺陷作为驱动机制。同样的范式也被应用于解释在稠密的受抑系统中发现的玻璃态。然而,最近,理论上提出,不同的机制,如量子涨落和拓扑特征,可能会导致玻璃态的缺陷的自旋系统,远离传统的稀释极限。在这里,我们报告的玻璃态的存在,我们称之为自旋堵塞,在附近的清洁限制的受抑磁体,这是不敏感的低浓度的缺陷的实验证据。研究了杂质对高阻挫磁体SrCr_9pGa_(12 - 9)pO_(19)(SCGO(p))的影响。实验数据表明,随着掺杂Ga ~(3+)浓度的变化,玻璃化有两个不同的阶段:在高磁浓度区(p>0.8),出现一种独特的奇异玻璃态,我们称之为“自旋堵塞”;在低磁浓度区(p<0.8),出现一种团簇自旋玻璃。这一观察结果表明,自旋干扰是一个独特的有利位置,从那里可以理解的玻璃态类密集的挫折磁铁。
2015-09-02 cond-mat.str-el
Impurities in triangular lattice spin 1/2 antiferromagnet
我们研究了自旋1/2受抑三角形反铁磁体中杂质的影响,目的是了解在有机自旋液体材料$κ$ -(ET)$_2$ Cu $_2$(CN)$_3$中观察到的$^{13}$ C NMR谱线的增宽。在高温下,我们计算了最近邻Heisenberg模型在$J/3$附近和晶界附近的局域磁化率。我们发现,在几个晶格间距的局部磁化率衰减到均匀的,和低密度的杂质,我们将无法解释的线加宽的实验中已经在升高的温度。在低温下,我们假设一个无带隙自旋液体的费米表面的自旋。利用Gutzwiller投影计算了平均场中的局域极化率,并在平均场之外进行了计算。零温局域磁化率按幂律衰减,并在$2 k_F$处振荡。正如在高温分析中,我们发现低密度的杂质不能解释观察到的谱线加宽。因此,我们得出结论,在系统中有更多的混乱。我们发现,一个大密度的点状无序给加宽,这是一致的实验下降到约5 K,但低于这个温度下,可能需要额外的机制。
2008-05-09 cond-mat.str-el
The phase diagram of a frustrated Heisenberg model: from disorder to order and back again
本文研究了在有序-无序阻挫区$2J_{2}>\left|J_{1}\right|$中,正方晶格上的经典$J_{2}$海森堡模型中键和位无序的影响。结合对称性参数,数值能量最小化和大规模蒙特卡罗模拟,我们建立了有限温度伊辛类转变的清洁系统被破坏的存在下,任何有限浓度的杂质。我们解释这一发现通过一个随机场机制,一般出现在系统中,无序局部打破了相同的实空间对称性自发地全球打破了相关的序参量。我们还确定,取代干净的一个相是一个顺磁性极化的非平凡的磁响应的玻璃秩序。这是因为无序也诱导非共线的自旋涡旋晶体秩序,并产生共轭的横向偶极随机场。作为这些许多竞争效应的结果,相关的磁化率是温度的非单调函数。作为我们方法的进一步应用,我们给出了其他SU(2)对称性破缺的阻挫磁体中随机轴的产生。我们还讨论了我们的研究结果的一般性及其相关性的实验。
2021-08-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Impurity effects at finite temperature in the two-dimensional S=1/2 Heisenberg antiferromagnet
本文讨论了各种杂质对二维正方晶格上量子S=1/2海森堡反铁磁体的磁化率和比热的影响。对于自旋S_i > 0的杂质(在空位或附加自旋的情况下,S_i=1/2;对于与其相邻自旋铁磁耦合的自旋,S_i=1),我们的量子蒙特卡罗模拟证实了类似经典的居里磁化率贡献S_i ^2/4 T,这源于杂质自旋与局域Néel序的对齐。此外,我们发现一个grammically发散的贡献,我们归因于横向于本地Néel向量的波动。我们还研究了S_i=0的阻挫和非阻挫键杂质。对于一个简单直观的图片的杂质问题,我们讨论了一个有效的少自旋模型,可以区分不同的杂质,并在很宽的温度范围内再现了领先的模拟数据。
2004-07-16 cond-mat.str-el
Frustrated Kondo impurity triangle: A simple model of deconfinement
解禁闭和拓扑序的概念对于量子信息科学和我们理解量子材料具有重要意义。在这里,我们介绍了一个简单的模型,三个反铁磁耦合Kondo杂质,Kondo三角形,它可以用来进一步扩展这些概念的应用到电子系统。我们表明,通过调整磁阻挫,近藤三角形经历了量子相变之间的两个阶段的对称性未破缺,信号的相变超越朗道范式。我们证明了受抑自旋液相是由三通道Kondo(3CK)不动点描述的,因此显示出无理的基态简并。利用Abrikosov赝费米子表象,这个量子态被归为一个涌现的U(1)规范场及其射影对称群.规范理论是在一个微型威尔逊圈的顺序和拓扑缺陷(规范场中的瞬子)被驱逐的意义上去细化。该相在适度近藤屏蔽存在下持续存在,直到拓扑缺陷的扩散导致量子相变到未受挫折的费米液相。基于这一证据,我们提出,3CK相显示拓扑秩序在类似意义上的无隙自旋液体。
2021-09-07 cond-mat.str-el
Eminuscent phase in frustrated magnets: a challenge to quantum spin liquids
几何受抑(GF)磁体由局部化的磁矩、自旋组成,其取向不能被布置成同时最小化它们的相互作用能。这种材料可能拥有物质的新的迷人的相,例如被称为量子自旋液体的流体状状态。像所有固态系统一样,GF磁体具有随机分布的杂质,其磁矩可能在低温下“冻结”,使系统进入自旋玻璃状态。我们分析了GF材料中自旋玻璃化转变的可用数据,发现了一个令人惊讶的趋势:玻璃化转变温度随着杂质浓度的降低而增加,并在先前未识别的“隐藏”能量尺度下达到无杂质极限的有限值。我们提出了一个方案,其中相互作用和熵的相互作用导致交叉的介质,协助玻璃在低温下冻结的渗透性。这种低温、“突出”的相可能会掩盖甚至破坏在相当干净的系统中广泛寻求的自旋液体状态。
2022-06-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fractional impurity moments in two-dimensional non-collinear magnets
研究了非共线有序二维阻挫磁体中的稀磁杂质和空位。以三角格子海森堡模型为例,用准经典方法确定了杂质对磁化强度和磁化率的贡献。最重要的是,每个杂质矩都不是量子化的,而是由于局部缓解挫折而接受非普适屏蔽校正。在有限的温度下,其中散装长程序是缺席的,这意味着一个杂质引起的居里形式的磁响应,与一个前因子对应的分数矩每个杂质。我们还讨论了在施加磁场的行为,在那里我们发现一个奇异的线性响应限制过补偿杂质,并提出实验来测试我们的理论。
2011-04-26 cond-mat.str-el
Probing Magnetic and Triplet Correlations in Spin-Split Superconductors with Magnetic Impurities
本文用NRG研究磁性杂质邻近FMI/SC体系,发现最低偶宇称态因RKKY场与三重态关联而能量分裂,并给出双位点模型和单参数标度描述。
2024-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Revealing the degree of magnetic frustration by non-magnetic impurities
对非磁性杂质周围的磁场进行成像可以提供用于量化磁挫折程度的明确基准。在强阻挫$J_1$模型和空间各向异性$J_{1a}$ - $J_{1b}$ - $J_2$模型中,不同的低能行为反映了不同程度的磁阻挫.在$J_1$ - $J_2$模型中,束缚磁振子出现在杂质附近的基态,并大大降低了邻近杂质的有序矩。相反,在$J_{1a}$ - $J_{1b}$ - $J_2$模型中的局部矩在杂质邻近位点上增强。这些理论预测可以通过核磁共振和扫描隧道显微镜等实验来探索,结果可以阐明反铁磁体中的阻挫作用,并有助于缩小可能的模型来理解铁颗粒中的磁性。
2011-04-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Probing Collective and Individual Kondo Screening: Multi-Stage, Multi-Channel Kondo Effects in a $C_3$-Symmetric Four-Impurity Model
Chongqing University(重庆大学);Hangzhou Normal University(杭州师范大学);Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学物理科学学院)
本文通过四杂质近藤模型区分集体与个体近藤屏蔽,发现集体屏蔽产生多级双通道近藤效应,个体屏蔽产生不稳定三通道效应,证实了集体屏蔽机制并展示了AUNRG方法的可扩展性。
2026-10-02 cond-mat.str-el
Correlated impurities and intrinsic spin liquid physics in the kagome material Herbertsmithite
低能非弹性中子散射在可果美自旋液体化合物ZnCu 3(OD)6Cl 2(Herbertsmithite)单晶上揭示了能量转移E < 0.8 meV(~J/20)时杂质自旋之间的反铁磁相关性。动量的依赖性显着不同,从更高的能量散射所产生的内在的戈薇自旋。低能量波动的特点是波矢(1 0 0)和(0 0 3/2)附近的漫散射,这是一致的反铁磁相邻的三角形(Zn)中间层上的最近邻铜杂质对之间的相关性。相应的杂质晶格类似于一个简单的立方晶格在稀释极限低于逾渗阈值。这样的杂质模型可以描述先前的中子、NMR和比热数据。低能中子的数据是一致的存在下,一个小的自旋间隙(Δ ~ 0.7 meV)的可果美层,类似于最近观察到的NMR。区分铜杂质散射和平面可果美铜自旋散射的能力为探索本征自旋液体物理提供了新的途径。
2015-12-21 cond-mat.str-el
$μ$SR Insight into the Impurity Problem in Quantum Kagome Antiferromagnets
杂质,这是固有的存在于任何真实的材料,可能会发挥重要的作用,与自旋液体基态的阻挫自旋系统的磁性。我们通过μ子自旋谱研究ZnCu $_3$(OH)$_6$ SO $_4$(锌-金红石)来解决量子可果美反铁磁体中的杂质问题。我们表明,μ介子耦合到杂质磁性,源自铜锌intersite无序,和杂质是高度相关的kagome自旋,使我们能够通过近藤效应探测内在的kagome物理。局部磁化率的低温平台表明自旋液体基态是无带隙的。相应的自旋涨落表现出非常规的谱密度和有趣的场依赖性。
2016-08-01 cond-mat.str-el
Defect-induced spin-glass magnetism in incommensurate spin-gap magnets
本文研究了具有无公度自旋关联的量子顺磁体中非磁性杂质诱导的磁有序。在充分研究相称的情况下,缺陷引起的磁性是空间无序的,但非挫折,目前的问题相结合的挫折和强烈的混乱,因此,导致自旋玻璃秩序。我们讨论了从稀释极限中的强随机性到更常规的玻璃行为在更大的掺杂的交叉,并数值表征了自旋玻璃相固有的鲁棒短程有序。我们将我们的研究结果与Zn取代引起的BiCu_2PO_6和YBa_2Cu_3O_6.6的磁序有关。
2012-02-06 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Frustrated impurity spins in ordered two-dimensional quantum antiferromagnets
杂质自旋对称耦合到有序2D海森堡量子反铁磁体(即,受抑杂质自旋)在$T\ge0$上进行了讨论(暗示了在$T\ne0$上存在稳定长程有序的小相互作用)。我们继续我们的研究,在这个问题上开始在物理修订版B 72,174419(2005),其中自旋-1/2缺陷进行了讨论,并认为主机自旋波动内的自旋波近似(SWA)。在本论文中,我们i)超越SWA和ii)研究具有自旋$S\ge1/2$的杂质。结果表明,与耦合到亚晶格的缺陷相反,非对称的纵向主自旋涨落在受抑杂质动力学中起着重要的作用。与SWA内的$ω^2$成比例的谱函数获得与$ω^2$和$ωT^2$成比例的新项。观察到自旋为1/2的杂质磁化率具有与SWA中获得的结构相同的结构:洛伦兹峰和非共振项。不同之处在于,峰的宽度变得更大,与$f^2(T/J)^3$而不是$f^4(T/J)^3$成比例,其中$f$是无量纲耦合参数。我们表明,横向静态磁化率获得一个新的负对数贡献。根据以前的工作,我们发现,主机自旋波动导致一个有效的单离子各向异性的杂质网站。然后,带有$S>1/2$的缺陷似乎被分割。我们观察到强烈的减少分裂的值由于纵向主机自旋波动。我们证明,动态杂质磁化率包含$2S$洛伦兹峰对应的能级之间的跃迁,和非共振项。
2006-10-18 cond-mat.str-el
Probing hidden spin order with interpretable machine learning
寻找非常规磁态和超磁态是阻挫磁性研究中的一个重要课题。这些状态的典型例子包括各种自旋液体和自旋向列。然而,辨别它们的存在和正确的定性通常是具有挑战性的。在这里,我们介绍了一个机器学习协议,可以识别一般的自旋顺序和他们的序参量从看似无特征的自旋配置,从而提供全面的洞察力的存在或不存在的隐藏订单。我们证明了我们的方法的能力,通过提取的解析形式的的序参量张量的秩6。这可能被证明是有用的,在寻找新的自旋状态和排除虚假的自旋液体候选人。
2019-02-11 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el physics.comp-ph
Anisotropic spin fluctuations in the quasi one-dimensional frustrated magnet LiCuVO_4
本文报道了准一维阻挫磁体LiCuVO_4单晶的核磁共振实验结果。^7 Li和^{51}V核的NMR谱表明,在4 T的磁场中,它们具有螺旋自旋序,螺旋自旋平面垂直于磁场;在10 T的磁场中,它们具有自旋密度波(SDW)序,磁矩的大小沿磁场方向发生调制,这与先前的报道一致。在沿a轴方向施加4 T的磁场时,选择性地耦合到垂直于磁场的横向自旋涨落的^{51}V核的核自旋-晶格弛豫速率1/T_1在螺旋有序温度附近显示出明显的峰值。然而,在10 T的场中,不存在这样的峰。相反,在^7Li原子核上探测纵向自旋涨落的1/T_1值显示出向SDW有序温度发散的行为。这些结果与理论描述的SDW关联是由于束缚磁振子对在横向自旋激发谱中产生能隙的结果定性一致。
2013-07-09 cond-mat.str-el
The classical Generalized Constant Coupling method for Geometrically Frustrated Magnets revisited: Microscopic formulation and effect of perturbations beyond nearest neighbor interactions
对几何阻挫磁体的经典广义常数耦合(GCC)模型进行了微观推导。从经典的海森堡哈密顿量出发,导出了p = 2,3,4,.的团簇的配分函数.在非均匀对称性破缺场(SBF)的存在下,自旋的单位外的自旋的计算。表征单元间相互作用的有效场自然地作为SBF上的平均值出现。这些有效的字段是固定的自洽条件。在顺磁制度中,我们恢复以前获得的所有结果在一个更唯象的方式,这被证明是在很好的协议与Monte Carlo计算这些晶格。在没有外加磁场的情况下,发现反铁磁相互作用的平衡组态是一个非共线的组态,在这个组态中,单元的总磁化强度为零,并从计算中得到了出现这种有序态的条件.然而,挫折抑制形成这样的状态,和系统保持顺磁性下降到0 K,如果只考虑最近邻相互作用,考虑所有的系统。此外,我们还研究了次近邻相互作用(NNN)和非磁性杂质对烧绿石晶格的位稀释效应。结果表明,NNN相互作用可以稳定一个非共线有序态,或铁磁态,这取决于NN和NNN相互作用之间的关系,并计算了相图。然而,站点稀释本身不足以形成这样的有序状态。
2001-05-22 cond-mat.str-el
Ordered magnetic phases of the frustrated spin-dimer compound Ba3Mn2O8
Ba 3 Mn 2 O 8是一种自旋二聚体化合物,由S=1,3d^2,Mn^{5+}离子对排列在三角形晶格上。反铁磁内二聚体交换导致在零场的单重态基态。在这里,我们提出的第一个结果的热力学测量单晶探测高场有序状态的这种材料与关闭自旋间隙的激发三重态。比热,磁热效应,扭矩磁强计测量进行磁场高达32 T和温度下降到20 mK。对于H_{c1} ~ 8.7 T以上的磁场,这些测量揭示了平行于c的H的单一磁相,但是垂直于c的H的两个不同的相(关于相图的中心近似对称)。最简单的可能的自旋哈密顿描述这个系统的分析产生的候选人,这些有序的状态对应于一个简单的螺旋结构的H平行于c,和两个不同的调制相位的H垂直于c。单离子各向异性和几何挫折在定义相图中起着至关重要的作用。
2008-03-26 cond-mat.str-el
Probing topological phases in a perturbed Kane-Mele model via RKKY interaction: Application to monolayer jacutingaite Pt$_2$HgSe$_3$
本研究通过分析微扰Kane-Mele模型中RKKY相互作用的相对特征,揭示了拓扑相变信号,并利用微扰实现磁性相互作用切换,为通过磁性性质追踪拓扑相提供了实用方法。
2024-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Emergence of novel magnetic order at finite temperature in overdoped pnictides
我们研究了在两种不同的掺杂物:空位和磁性杂质的存在下,受抑海森堡$J_1-J_2$模型中磁有序的温度依赖性。我们表明,无论他们的磁性比,杂质的引入淬火无序选择机制与伊辛样相变在低温下的顺序,并让位给$90^\circ$(反共线)秩序。掺杂剂的存在引发了一个非平凡的竞争之间的熵选择的状态(共线)和大力青睐的(反共线)在稀释和温度的依赖。而在磁性杂质的情况下,在整个温度和掺杂范围内观察到感兴趣的磁相,在磁性杂质的情况下,在$12\%$稀释度以上的所有温度下,每个磁序都被破坏。在固定的低温和调整掺杂,我们显示了一级相变导致重新进入的伊辛类秩序与渗透的岛屿的$90^\circ$秩序。在固定的掺杂和不同的温度下,我们观察到的过渡从反共线的共线相的辅助下,在磁性杂质的存在下,一个新出现的磁性相,而在空位的情况下,这种过渡的特点是由一个共存的区域。此外,通过调节杂质的磁矩,可以实现类伊辛序的完全崩溃。这与超导Ba(Fe $_{1-x}$ Ir $_x$)$_2$ As $_2$ with $x<0.047$中Ir掺杂原子的观察结果一致。
2018-11-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Short-range order and hidden energy scale in geometrically frustrated magnets
本文综述了几何阻挫磁体的比热、磁化率与中子散射数据,发现纯GF磁体具有显著低于其他微观尺度的“隐藏能量尺度”,冷却至此尺度以下会发展出主导材料性质并决定自旋玻璃转变温度的短程有序。
2025-03-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing Impurity Quantum Criticality with Entanglement Witnesses
Yale University(耶鲁大学);Columbia University(哥伦比亚大学);The Flatiron Institute(平顿研究所)
本文以双杂质近藤模型为研究对象,利用密度矩阵与数值重整化群计算,证明可测量自旋电荷涨落可作为量子临界性的纠缠见证,确立了杂质系统探测量子临界纠缠的可控场景。
2026-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Anomalous Magnetoresistance by Breaking Ice Rule in Bi2Ir2O7/Dy2Ti2O7 Heterostructure
虽然几何受抑量子磁体以各种奇异的自旋态而闻名,这些自旋态对理解涌现现象以及实现革命性的量子技术具有极大的兴趣,但它们中的大多数必然是良好的绝缘体,难以与依赖于移动载流子的现代电路集成。将涨落和受抑时刻的激发转化为电子响应的巨大挑战是找到引入载流子的方法,这些载流子与局域自旋相互作用而不破坏自旋态。在这里,我们表明,通过设计一个Bi 2 Ir 2 O 7/Dy 2 Ti 2 O 7异质结构,在绝缘Dy 2 Ti 2 O 7的自旋冰规则的打破可以导致在Bi 2 Ir 2 O 7导电层,可以检测到异常磁阻的电荷响应。这些结果展示了一种新颖可行的界面方法,用于电子探测绝缘磁体中的奇异自旋态,为受抑量子磁体的金属化奠定了蓝图。
2021-12-23 cond-mat.str-el
Probing Flat Band Physics in Spin Ice Systems via Polarized Neutron Scattering
University of Waterloo(滑铁卢大学);Nanyang Technological University(南洋理工大学)
本研究提出利用极化中子散射的非自旋翻转(NSF)通道分离阻挫磁体平带模式的自旋关联,验证其对微扰的高灵敏性,并解释了Ho₂Ti₂O₇的实验NSF响应。
2021-08-17 cond-mat.str-el
Engineering frustrated Rydberg spin models by graphical Floquet modulation
通过图示Floquet调制工程化Rydberg自旋模型,实现任意长程相互作用的可调制,探索frustrated磁性及拓扑相。
2025-12-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Simulating the Antiferromagnetic Heisenberg Model on a Spin-Frustrated Kagome Lattice with the Contextual Subspace Variational Quantum Eigensolver
本文针对 Kagome 反铁磁 Heisenberg 模型,结合 Contextual Subspace 量子比特削减、DMRG 引导稳定子、VQE 与混合错误缓解,在 NISQ 设备上实现约 0.01% 误差的基态能量估计。
2025-06-14 cond-mat.str-el quant-ph
Probing universal critical scaling with scan-DMRG
本文提出扫描-DMRG方法,通过在带梯度量子链上提取序参量、纠缠熵和最低激发能的普适标度,以更低计算成本研究量子相变。
2024-06-24 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Probing quasiparticle excitations in a doped Mott insulator via Friedel oscillations
本研究探究掺杂二维Hubbard模型中杂质诱导的Friedel振荡,揭示了弱杂质下振荡的非费米准粒子特性与Luttinger定理破缺,以及强杂质下的相分离机制,为理解掺杂莫特体系的载流子与电子相提供新视角。
2025-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exciton-magnon transitions in the frustrated chromium antiferromagnets CuCrO2, alpha-CaCr2O4, CdCr2O4, and ZnCr2O4
我们报告的光学透射光谱的Cr基阻挫三角形反铁磁体CuCrO 2和α-CaCr 2 O 4,和尖晶石CdCr 2 O 4和ZnCr 2 O 4在近红外可见光频率范围内。我们探索的可能性,以寻找自旋相关性远远高于磁有序温度和磁振子寿命的磁有序状态的异常通过探测激子-磁振子边带的自旋禁戒晶体场跃迁的Cr 3+离子(自旋S = 3/2)。在CuCrO_2和α-CaCr_2 O_4中,T_N以下出现的精细结构与中子散射结果相比较,归属于磁振子边带。两种化合物中最强边带的线宽的温度依赖性可以由阿克里先乌斯定律描述。对于CuCrO_2,在T_N以上也能观察到4A_2 → 2T_2跃迁的边带。它的线宽不显示在磁有序温度下的扭结,并且可以替代地由先前针对类似材料提出的Z2涡旋方案来描述。由于正交畸变,α-CaCr_2O_4中的激子-磁振子特征更为复杂。CdCr_2 O_4的磁振子边带在T_N以下,且边带激发在磁有序转变中持续存在,而ZnCr_2 O_4的磁振子边带仅存在与磁有序有关的弱精细结构。
2013-06-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Cavity-Vacuum-Induced Chiral Spin Liquids in Kagome Lattices: Tuning and Probing Topological Quantum Phases via Cavity Quantum Electrodynamics
通过腔量子电动力学在Kagome晶格中诱导手性自旋液体,利用真空量子涨落实现拓扑量子相的调控与探测。
2025-12-02 cond-mat.str-el physics.optics quant-ph
Probing the phase transition to a coherent 2D Kondo lattice
本研究通过堆叠1T-TaS2与2H-TaS2构建二维Kondo晶格,利用扫描隧道谱和密度泛函理论证明其由高温Kondo杂质相变形成,为探索非常规金属、磁性和超导态铺路。
2023-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin texture induced by non-magnetic doping and spin dynamics in 2D triangular lattice antiferromagnet h-Y(Mn,Al)O3
在阻挫磁体和量子自旋液体中,由杂质引起的新效应是一个非常重要和有趣的问题。一种由这种磁体的掺杂引起的扩展调制自旋结构的理论提议,与众所周知的skyrmions不同,引起了人们的极大兴趣。在这里,我们表明,x-Y杂质可以产生这样的扩展自旋结构的h-YMnO 3,一个三角形的反铁磁体与非共线磁序。利用非弹性中子散射(INS),我们测量了铝掺杂的h-YMnO 3的完整的动力学结构因子,并证实了磁振子阻尼的存在与一个明确的动量依赖。我们的理论计算可以再现INS数据的关键特征,支持所提出的自旋纹理的形成。因此,我们的研究提供了第一个实验证实的杂质诱导的自旋纹理。它提供了新的见解和理解的杂质在广泛的非共线磁系统的影响。
2021-03-16 cond-mat.str-el
Probing quantum critical crossover via impurity renormalization group
National Laboratory of Solid State Microstructures and Department of Physics, Nanjing University(南京大学固体微结构物理国家重点实验室和物理系);School of Physics, Renmin University of China(中国人民大学物理学院);Key Laboratory of Quantum State Construction and Manipulation (Ministry of Education), Renmin University of China(教育部量子态构建与操控重点实验室(中国人民大学));Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University(南京大学先进微结构协同创新中心);Jiangsu Physical Science Research Center(江苏物理科学研究中心);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室)
通过杂质流形群方法揭示量子临界交叉现象,发现杂质诱导的磁矩分数化及自旋相关函数的异常演变。
2026-01-08 cond-mat.str-el
Transformer Wave Function for two dimensional frustrated magnets: emergence of a Spin-Liquid Phase in the Shastry-Sutherland Model
本文提出基于Transformer的神经网络量子态变分拟设,用于二维受挫磁体基态研究,并通过高精度数值模拟在Shastry-Sutherland模型中证实了plaquette相与反铁磁相之间存在无能隙自旋液体相。
2025-04-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Impurity bound states in fully gapped $d$-wave superconductors with subdominant order parameters
超导体中的杂质及其诱导的束缚态对于设计新颖的态如Majorana零能模和探测超导态的体性质都是重要的。高温铜氧化物提供了一个明显的优势,在一个更大的超导序参量,但节点的能量谱的纯$d$波超导体只允许虚拟的束缚态。然而,由于次优序参量产生$d+is$ -或$d+id'$-波超导态,在几种铜氧化物系统中已经提出了完全带隙的$d$ -波超导态.在这里,我们研究磁性和潜在的杂质在这些完全能隙的$d$波超导体。利用解析T-矩阵和互补的紧束缚数值晶格计算,我们表明,磁性和潜在的杂质表现出根本不同的$d+is$和$d+id'$波超导体。在$d+is$波超导体中,潜在杂质没有束缚态,而磁性杂质产生一对束缚态,在有限的散射强度下具有零能级交叉。另一方面,$d+id'$波对称性总是产生两对束缚态,并且只有当正常态具有强的粒子-空穴不对称性时才产生可达的零能级交叉。
2016-12-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con quant-ph
Impurity effects in the quantum kagome system ZnCu3(OH)6Cl2
受最近对新的自旋半Kagome化合物ZnCu_3(OH)_6Cl_2的实验的启发,我们研究了一个受抑量子磁体的唯象模型.该模型有一个自旋液体基态和构造,以模仿宏观大准简并预期在低位的能量结构的一个戈薇系统。我们使用有限尺寸系统的数值研究,调查在有限温度下的静态和动态响应。使用我们的简单模型得到的结果是兼容的大量最近的实验,包括中子散射数据。我们的研究表明,在实验中观察到的许多异常特征有一个自然的解释自旋1/2缺陷(杂质)耦合到一个潜在的Kagome型自旋液体。
2008-05-22 cond-mat.str-el
First-principles determination of Heisenberg Hamiltonian parameters for the spin-1/2 kagome antiferromagnet ZnCu3(OH)6Cl2
锌铜矿(ZnCu 3(OH)6Cl 2)通常被认为是迄今为止已知的高度受抑的反铁磁戈薇晶格的最佳实现。我们采用密度泛函理论计算,以确定八个交换耦合常数的基础海森堡哈密顿量。我们发现最近邻耦合J1远远超过所有其他耦合。然而,次近邻kagome层耦合的0.019 J1和层间耦合高达-0.035 J1稍微修改完美的反铁磁kagome哈密顿量。有趣的是,最大的层间耦合是铁磁的,即使没有Cu杂质的Zn层。此外,我们验证我们的DFT方法,将其应用到kapellasite,多晶型的herbertsmithite这是已知的实验表现出竞争交换相互作用。
2014-01-30 cond-mat.str-el
Spin-Orbital Order Modified by Orbital Dilution in Transition Metal Oxides: From Spin Defects to Frustrated Spins Polarizing Host Orbitals
我们研究了在实现轨道稀释的$3d^2$或$4d^4$位置上掺杂$3d^3$的情况下,$3d$在$4d$过渡金属氧化物中的取代。我们推导出有效的$3d-4d$(或$3d-3d$)的超交换在莫特绝缘体具有不同的离子价,强调新兴的结构之间的杂质和主机站点的自旋轨道耦合,并证明它是定性不同的主机本身所遇到的。这种推导表明,主机和杂质之间的相互作用取决于在一个关键的方式上的类型的双占据$t_{2g}$轨道。人们发现,在某些情况下,由于在$3d$杂质处的轨道自由度的淬灭,主体内的自旋和轨道顺序通过掺杂而被显著地修改。当主体-杂质耦合较弱时,杂质作为自旋-轨道结构中伴随轨道空位的自旋缺陷,或者它有利于沿着$3d-4d$键的双占据活性轨道(轨道极化子),导致反铁磁或铁磁自旋耦合。不同磁耦合之间的这种竞争导致完全不同的基态。我们发现,磁挫折和自旋简并可以解除量子轨道翻转的主机,但他们是强大的在特殊区域的无公度相图。自旋-轨道耦合可以导致沿对称方向的各向异性自旋和轨道图案,并导致自旋-轨道超交换所施加的顺序的根本修改。我们的研究结果预计将是重要的,为未来的理论理解的实验结果掺杂$4d$过渡金属氧化物掺杂$3d^3$离子。我们建议如何局部或全局的自旋轨道顺序的变化引起的杂质可以通过实验检测。
2015-01-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el