磁弹性耦合对具有键无序的海森堡烧绿石反铁磁体中自旋玻璃行为的影响
强关联电子
2014-10-28 v1
摘要
受挫磁性材料中自旋玻璃行为的诸多谜题激发了本研究，我们在几何受挫的经典自旋模型中理论研究了磁弹性耦合的效应。具体而言，我们考虑了烧绿石晶格上具有键无序的海森堡反铁磁体与局部晶格畸变的耦合。通过积掉晶格自由度，我们导出了一个仅含自旋的有效模型，即具有键无序的双线性 - 双二次模型，并利用经典蒙特卡洛模拟对其进行了分析。首先，我们讨论了相图以及热力学和磁学性质。结果表明，在弱无序区域，自旋 - 晶格耦合 显著提高了自旋玻璃转变温度。这种增强归因于自旋 - 晶格耦合存在时形成的半离散简并流形中热涨落的抑制。我们还发现，随着无序强度的增加，系统在由 决定的温度下表现出向列序与自旋玻璃的伴随转变，该温度几乎与键无序无关。尽管源于协同晶格畸变的次近邻交换相互作用会导致弱无序区域中的自旋 - 晶格有序，但这种伴随转变依然稳健。我们通过分析磁化率的磁滞、非线性磁化率以及比热，研究了伴随转变的性质。此外，我们还讨论了高温顺磁相中的线性和非线性磁化率，以及向列相中的单自旋翻转动力学。所有结果均与典型烧绿石磁体（如 Y2Mo2O7 和 ZnCr2O4）的实验进行了对比讨论。
引用
@article{arxiv.1407.6158,
title = {Effect of magnetoelastic coupling on spin-glass behavior in Heisenberg pyrochlore antiferromagnets with bond disorder},
author = {Hiroshi Shinaoka and Yusuke Tomita and Yukitoshi Motome},
journal= {arXiv preprint arXiv:1407.6158},
year = {2014}
}
备注
24 pages, 24 figures