稀土硫属化物在有限温度下的有效磁哈密顿量
强关联电子
2021-05-26 v2 材料科学
超导电性
摘要
碱金属稀土硫属化物 （A=碱金属或一价金属，RE=稀土，Ch=O、S、Se、Te）是我们最近发现的一个庞大的量子自旋液体（QSL）候选材料家族。与 不同，该家族中除氧化物外的多数成员具有相对较小的晶体电场（CEF）激发能级，尤其是第一激发能级。这使得有限温度下的传统 Curie-Weiss 分析不再适用，且 CEF 激发可能在理解低能自旋物理中起到关键作用。此处我们考虑了一个融合 CEF 激发与自旋-自旋相互作用的有效磁哈密顿量，以准确描述此类系统的热力学。以 为例，我们能够以系统且全面的方式分析磁化率、脉冲强场下的磁化强度以及热容。该分析使我们能够获得精确的各向异性交换耦合能，并明确确定一个交叉温度（在 中约为 25 K），低于该温度 CEF 效应消失而纯粹的自旋-自旋相互作用凸显。我们通过成功解释电子自旋共振（ESR）谱宽的异常温度依赖关系进一步验证了该有效图像。该有效方案原则上可推广到其他具有小 CEF 激发的稀土自旋系统。
引用
@article{arxiv.2011.06274,
title = {Effective Magnetic Hamiltonian at Finite Temperatures for Rare Earth Chalcogenides},
author = {Zheng Zhang and Jianshu Li and Weiwei Liu and Zhitao Zhang and Jianting Ji and Feng Jin and Rui Chen and Junfeng Wang and Xiaoqun Wang and Jie Ma and Qingming Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.06274},
year = {2021}
}
备注
7 pages, 4 figures + Supplementary Information