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Ce$_2$Zr$_2$O$_7$偶极-八极量子自旋冰候选材料的$\mu$SR研究

强关联电子 2023-11-09 v3

摘要

Ce2_2Zr2_2O7_7中的Ce3+^{3+}赝自旋-1/2自由度兼具偶极与八极特性,这使得该材料可能具有新颖的量子自旋液体基态。本文报道了在零磁场以及沿[1,1ˉ,0][1,\bar{1},0][1,1,1][1,1,1]晶向施加磁场、且磁场相对于缪子极化方向分别为纵向与横向条件下,对Ce2_2Zr2_2O7_7单晶样品的新缪子自旋弛豫与旋转(μ\muSR)测量。我们的零场结果显示无磁有序或自旋冻结迹象,这与早前对Ce2_2Zr2_2O7_7粉末样品的零场μ\muSR测量一致,也符合量子自旋冰的预期。然而,我们测得的Ce2_2Zr2_2O7_7在零场低温下的弛豫速率比先前报道更为平缓。该弛豫速率的差异可能源于我们单晶样品的低氧化程度及相应的高化学计量比。纵向场测量证实Ce2_2Zr2_2O7_7中的磁偶极矩在T=0.1T = 0.1 K\mathrm{K}时仍保持动态。对于[1,1ˉ,0][1,\bar{1},0][1,1,1][1,1,1]磁场,我们的μ\muSR奈特位移测量显示低温下磁化率出现场致平缓,这与结合近期Ce2_2Zr2_2O7_7最近邻交换参数估计值使用数值关联团簇方法所得的相应计算在定性上一致。

关键词

引用

@article{arxiv.2308.02800,
  title  = {$\mu$SR Study of the Dipole-Octupole Quantum Spin Ice Candidate Ce$_2$Zr$_2$O$_7$},
  author = {J. Beare and E. M. Smith and J. Dudemaine and R. Schäfer and M. R. Rutherford and S. Sharma and A. Fitterman and C. A. Marjerrison and T. J. Williams and A. A. Aczel and S. R. Dunsiger and A. D. Bianchi and B. D. Gaulin and G. M. Luke},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2308.02800},
  year   = {2023}
}