三维 $S=1$ Heisenberg 磁体中的量子涨落连续谱
强关联电子
2018-10-31 v1
摘要
传统晶体磁体以对称性破缺和称为磁振子的激发正常模式为特征，磁振子具有量子化角动量 。相应地，中子散射在低温下呈现额外的磁 Bragg 衍射，以及与单磁振子产生和湮灭相关的色散非弹性散射。在所谓量子自旋液体中预期存在例外，如一维自旋-1/2 链，其无磁序，磁振子相应地分化为具有角动量 的自旋子。这由与双自旋子过程相关的非弹性中子散射连续谱以及磁 Bragg 衍射的缺失而惊人地揭示。在此，我们报道在三维 Heisenberg 反铁磁体 NaCaNiF 中存在量子自旋液体的这些相同关键特征的证据。通过比热与中子散射测量、Monte Carlo 模拟以及对等时关联的分析近似，我们表明 NaCaNiF 是烧绿石晶格上自旋-1 反铁磁 Heisenberg 模型的一个近乎理想的实现，其具有弱连通性与受阻挫的相互作用。磁 Bragg 衍射缺失，且 90% 的谱权重形成一个与自旋-1/2 链并无不同的磁散射连续谱，但具有低能 pinch point，表明 NaCaNiF 处于 Coulomb 相。残余熵与漫散弹性散射指向一种由阻挫、量子涨落和弱交换无序驱动的新奇物质态。
引用
@article{arxiv.1711.07509,
title = {Continuum of quantum fluctuations in a three-dimensional $S\!=\!1$ Heisenberg magnet},
author = {K. W. Plumb and Hitesh J. Changlani and A. Scheie and Shu Zhang and J. W. Kriza and J. A. Rodriguez-Rivera and Yiming Qiu and B. Winn and R. J. Cava and C. L. Broholm},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.07509},
year = {2018}
}
备注
21 pages, 4 figures