S = 1/2 亥姆霍兹反磁体中的量子与经典自旋动力学
强关联电子
2024-08-20 v2 材料科学
摘要
在半经典 Landau-Lifshitz 动力学 (LLD) 的框架下，我们对 Zn2VO(PO4)2 (ZVPO) 中 S = 1/2 亥姆霍兹方格反磁体 (SqAF) 的温度依赖自旋动力学进行系统性调查。通过对 ZVPO 进行无穿透中子散射测量，并基于 LLD 进行相应的有限温度自旋动力学模拟，我们提出了一项综合性分析，将量子与经典自旋动力学在宽温度范围内进行衔接。首先，在 ZVPO 的 paramagnetic 相中，实验数据与 LLD 模拟之间发现了显著的一致性，表明 LLD 在准确确定 S = 1/2 系统的自旋哈密顿量以及捕捉其自旋动力学的量子到经典交叉方面具有能力。其次，通过分析实验数据与 LLD 模拟之间的差异，在较低温度下，我们确定了 S = 1/2 SqAF 激发谱中量子效应的实验温度依赖性：激子能量的量子重整合因子以及位于单一激子带之上的量子连续体。值得注意的是，每一种量子效应的出现都与三维长程有序的形成相关联。这项工作表明了 LLD 在获取关于温度诱导的量子自旋动力学修改及其在较高温度下趋向经典预期方面的实验见解方面的有用性。这进一步激发了对更具挑战性的、由更强量子涨落主导的量子反磁体的进一步应用。
引用
@article{arxiv.2405.08897,
title = {Quantum and classical spin dynamics across temperature scales in the S = 1/2 Heisenberg antiferromagnet},
author = {Pyeongjae Park and G. Sala and Daniel M. Pajerowski and Andrew F. May and James A. Kolopus and D. Dahlbom and Matthew B. Stone and Gábor B. Halász and Andrew D. Christianson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.08897},
year = {2024}
}
备注
8 pages, 4 figures, Supplemental Material can be found on the journal's website