无序立方晶格材料γ-Ba₃CoNb₂O₉中的动态磁性
强关联电子
2026-04-22 v1 材料科学
摘要
γ-Ba₃CoNb₂O₉实现了一个无序的简单立方自旋-1/2晶格，其中Co²⁺离子随机占据三分之一的格点，使系统接近磁有序的格点渗流阈值。比热、磁化率、中子自旋回波和μ子自旋旋转测量揭示了一个宽的热力学交叉、短程磁关联以及持续至至少0.1 K的快速自旋动力学，没有静态有序或传统自旋玻璃冻结的证据。蒙特卡洛模拟产生了孤子自旋、有限团簇和一个无限网络的宽分布。计算得到的孤子自旋分数（≈ 8.8%）与从磁化强度推断出的弱关联自旋分数（≈ 8.2%）吻合良好。稀释S = 1/2海森堡模型的精确对角化捕捉到了宽的磁比热异常，并支持弱关联和强关联自旋环境的共存。这些结果支持一个图景，其中自旋-1/2量子涨落，连同稀释和接近渗流阈值，可以在三维中支持一个具有短程关联的无序驱动的动力学态，该态区别于经典自旋玻璃和几何阻挫量子自旋液体。
引用
@article{arxiv.2604.18794,
title = {Dynamical magnetism in the disordered cubic lattice material $\gamma$-${\rm Ba}_{3}{\rm CoNb}_{2}{\rm O}_{9}$},
author = {Fanjun Xu and Ralf Feyerherm and Cecilie Glittum and Thomas J. Hicken and Hubertus Luetkens and Jonas A. Krieger and Cintli Aguilar-Maldonado and Sven Luther and Lucy K. Saunders and Clemens Ritter and Peter Fouquet and Margarita Russina and Karel Prokes and A. T. M. Nazmul Islam and Bella Lake},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.18794},
year = {2026}
}
备注
17 pages, 15 figures