自旋密度波的自主式维度交叉
强关联电子
2024-07-24 v1
摘要
量子材料展现出丰富多样类型的磁序、电子序与结构序，这些有序模式常相互竞争或“交织”，即相互增强。受竞争相互作用和/或几何阻挫强烈影响的低维量子材料尤其易产生此类有序现象，从而为理解随之涌现的集体量子现象提供了沃土。准二维材料 R4Ni3O10 (R=La, Pr) 即是如此，其中 Ni 子格上交织的电荷密度波与自旋密度波（CDW 与 SDW）已被确认和表征。不出所料，由于层间弱耦合加之磁阻挫，这些密度波大体上是二维的。然而在 R=Pr 的情形中，我们在此表明，随冷却过渡金属与稀土子格间的交换耦合克服了这两重障碍，导致在两个子格上发生维度交叉，进入完全三维有序且耦合的 SDW 态，因为名义上非磁的 Pr3+ 上的诱导磁矩在第三维打开了交换路径。在此过程中，Ni 子格上 SDW 的结构被不可逆地改变，该效应在材料重新加热后依然保留，直至底层 CDW 熔化。这一连接两个子格上非公度 SDW 的“自主式（bootstrapping）”机制展示了低维磁体可表达的众多量子态中的新成员，其由耦合序驱动并受阻挫交换路径调制。
引用
@article{arxiv.2208.08424,
title = {Bootstrapped Dimensional Crossover of a Spin Density Wave},
author = {Anjana M. Samarakoon and J. Strempfer and Junjie Zhang and Feng Ye and Yiming Qiu and J. -W. Kim and H. Zheng and S. Rosenkranz and M. R. Norman and J. F. Mitchell and D. Phelan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.08424},
year = {2024}
}
备注
48 pages including supplementary, 6 figures, 19 supplementary figures