呼吸烧绿石晶格上经典 Heisenberg 模型中的基态选择与自旋液体行为
强关联电子
2015-12-08 v1
摘要
磁性烧绿石氧化物，包括自旋冰材料，已被证明是研究三维几何阻挫的丰富领域。最近，合成了一类新的磁性氧化物，其中烧绿石晶格中一半的四面体相对于另一半膨胀，形成小四面体和大四面体的交替阵列。这些“呼吸烧绿石”材料，如 LiGaCr4O8、LiInCr4O8 和 Ba3Yb2Zn5O11，为阻挫磁性的研究提供了新机会。本文针对呼吸烧绿石中磁性的最小模型——对两类四面体具有不同交换系数的经典最近邻 Heisenberg 模型，提供了基态相图和自旋关联的解析理论。我们发现该相图包含一个库仑自旋液体相、一个常规铁磁相以及一个不寻常的反铁磁相，后者在倒空间具有软模线，由序致无序机制稳定。我们利用自洽高斯近似 (SCGA) 获得了该模型中自旋关联的理论，使我们能够讨论呼吸烧绿石中关联随温度的发展，并定量刻画从孤立四面体极限到问题强关联极限的热交叉。我们将分析结果与近期在 LiInCr4O8 上的中子散射实验结果进行了比较。
引用
@article{arxiv.1506.01822,
title = {Ground-state selection and spin-liquid behaviour in the classical Heisenberg model on the breathing pyrochlore lattice},
author = {Owen Benton and Nic Shannon},
journal= {arXiv preprint arXiv:1506.01822},
year = {2015}
}
备注
12 pages, 10 figures