受阻挫烧绿石铁磁体 Yb$_2$Ti$_2$O$_7$ 中的磁子相互作用
强关联电子
2019-09-19 v1
摘要
受阻挫稀土烧绿石 YbTiO 在磁性材料中十分非凡：尽管具有铁磁有序基态，它却表现出宽广、近乎无能隙的激发连续谱。该宽广连续谱平滑地连接到高磁场下预期并确实观测到的尖锐单磁子激发，由此引出问题：随着磁场降低，这种尖锐磁子的图像如何破缺？本文考虑 YbTiO 中磁子相互作用的效应，表明将其纳入可极大拓展自旋波理论的应用范围。首先，我们表明磁子相互作用使（展开型）铁磁体（SFM）与反铁磁 相之间的相边界发生移动，使得 YbTiO 极为接近该边界。接着，我们展示高场极限如何与较低场连接；这包括对 与 方向临界场的修正，使其更接近观测实验值，并解释在低于 3 T 的 外加场中出现的偏离线性自旋波理论的现象 [Thompson 等, Phys. Rev. Lett. 119, 057203 (2017)]。转向低场，尽管实验观测到的展宽程度未被完全重现，我们发现非线性自旋波理论与单晶样品以及粉末样品 [Pe\c{c}anha-Antonio 等, Phys. Rev. B, 96, 214415 (2017)] 的非弹性中子散射数据存在粗略对应。最后我们展望了对 YbTiO 及相关材料未来实验与理论工作的启示，强调靠近展开型铁磁体– 相边界的重要性及其在 YbTiO 低场物理的内禀或外禀解释中的潜在作用。
引用
@article{arxiv.1903.05098,
title = {Magnon interactions in the frustrated pyrochlore ferromagnet Yb$_2$Ti$_2$O$_7$},
author = {Jeffrey G. Rau and Roderich Moessner and Paul A. McClarty},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.05098},
year = {2019}
}
备注
19 pages, 12 figures