量子自旋链材料TiOCl中自旋-Peierls物理的高压X射线研究
强关联电子
2018-02-21 v1
摘要
施加压力可以在关联材料中诱导非常规量子相之间的转变。无机化合物TiOCl由S=1/2 Ti离子链组成，是具有相对简单单胞的自旋-Peierls系统的理想实现。在常压下，由于强电子相互作用（Mott绝缘体），它是绝缘体。其电阻率随压力增加而突然下降，表明向更金属态的转变，这可能与电荷密度波序的出现同时发生。因此，利用X射线进行高压结构研究对于确定这种量子磁体的基态物理至关重要。在常压下，TiOCl在 K时转变为非公度的近二聚化态，在 K时转变为公度的二聚化态。在此，我们利用金刚石对顶砧中的单晶X射线衍射，在低至 K和高达14.5 GPa的压力下，发现了作为温度和压力函数的丰富相图。值得注意的是，磁相互作用尺度随压力增加而急剧增大，这由自旋-Peierls相的高起始温度所表明。在约7 GPa时，外推的自旋-Peierls相起始温度发生在 K以上，表明在室温下存在量子单态。进一步与在压力下表现出金属性和超导性的相关自旋-Peierls系统的相图进行了比较。
引用
@article{arxiv.1710.02632,
title = {High pressure x-ray study of spin-Peierls physics in the quantum spin chain material TiOCl},
author = {Costel R. Rotundu and Jiajia Wen and Wei He and Yongseong Choi and Daniel Haskel and Young S. Lee},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.02632},
year = {2018}
}
备注
20 pages, 7 figures