(CuCl)LaTa2O7 及 (CuX)LaM2O7 族 (X = Cl, Br; M = Nb, Ta) 中的量子相变

Alexander A. Tsirlin; Artem M. Abakumov; Clemens Ritter; Helge Rosner

doi:10.1103/PhysRevB.86.064440

(CuCl)LaTa2O7 及 (CuX)LaM2O7 族 (X = Cl, Br; M = Nb, Ta) 中的量子相变

材料科学 2015-06-11 v1 强关联电子

作者: Alexander A. Tsirlin , Artem M. Abakumov , Clemens Ritter , Helge Rosner

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摘要

我们应用中子衍射、高分辨率同步辐射 X 射线衍射、磁化测量、电子结构计算和量子 Monte-Carlo 模拟，来揭示 (CuCl)LaTa2O7 的结构和磁性。尽管具有伪四方晶体学晶胞，该化合物却呈现出正交超结构，类似于含 Nb 的 (CuX)LaNb2O7 (X = Cl 和 Br)。自旋晶格包含由反铁磁第四近邻耦合 J4 形成的二聚体，以及大量由有效交换参数 Jeff 量化的非等价二聚体间耦合。在 (CuCl)LaTa2O7 中，二聚体间耦合足够强，足以诱导长程磁有序，其 Néel 温度 TN~7 K，有序磁矩为 0.53 mu_B，这是通过中子衍射测量得到的。这种磁行为可以用 Jeff/J4~1.6 和 J4~16 K 来解释。我们进一步提出了 (CuCl)LaNb2O7 型化合物的通用磁相图，并通过二聚体间耦合 Jeff/J_4 幅值的增加，解释了从 (CuCl)LaNb2O7 中的有能隙自旋单态（二聚体）基态到 (CuCl)LaTa2O7 和 (CuBr)LaNb2O7 中的长程反铁磁有序的转变，其中 (CuCl)LaM2O7 (M = Nb, Ta) 化合物位于分离单态和长程有序磁基态的量子临界点的两侧。

关键词

量子相变中子衍射磁有序自旋二聚体交换耦合量子 Monte-Carlo 模拟正交超结构

引用

@article{arxiv.1208.1477,
  title  = {(CuCl)LaTa2O7 and quantum phase transition in the (CuX)LaM2O7 family (X = Cl, Br; M = Nb, Ta)},
  author = {Alexander A. Tsirlin and Artem M. Abakumov and Clemens Ritter and Helge Rosner},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1208.1477},
  year   = {2015}
}

备注

13 pages, 13 figures, 4 tables + Supplementary information

(CuCl)LaTa2O7 及 (CuX)LaM2O7 族 (X = Cl, Br; M = Nb, Ta) 中的量子相变

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关键词

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