在烧绿石磁体 Ce$_2$Zr$_2$O$_7$ 中探寻奇异量子自旋液体
强关联电子
2022-05-11 v1 材料科学
摘要
对量子自旋液体（QSL）——具有分数化激发的拓扑磁体——的探索一直是凝聚态物理和材料物理的核心主题。虽然理论已不再匮乏，但寻找材料却异常困难，这在很大程度上是因为难以通过实验诊断一个仅具有拓扑序而非传统序的状态。烧绿石体系已被证明特别有前景，在自旋冰 Dy/HoTiO 中承载了经典库仑相，随后在其他烧绿石中提出了候选 QSL。将实验与展现稳健 QSL 的详细理论联系起来，始终是一个核心挑战。在此，我们聚焦于强自旋-轨道耦合的有效 烧绿石 CeZrO，分析近期的热力学和中子散射实验，通过结合有限温度 Lanczos、蒙特卡罗和解析自旋动力学计算，来确定一个微观有效哈密顿量。其参数值暗示了一种此前未被观测到的奇异相，即 -通量 U(1) QSL。有趣的是，磁矩的八极性质使其不易受晶体缺陷或磁性杂质的影响，同时也隐藏了一些原本来自中子的特征信号，使得该 QSL 可能比其更常规的对应物更加稳定。
引用
@article{arxiv.2108.01096,
title = {Sleuthing out exotic quantum spin liquidity in the pyrochlore magnet Ce$_2$Zr$_2$O$_7$},
author = {Anish Bhardwaj and Shu Zhang and Han Yan and Roderich Moessner and Andriy H. Nevidomskyy and Hitesh J. Changlani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.01096},
year = {2022}
}
备注
7 pages, 4 figures. Supplementary material consists of 8+ pages, 6 figures and 1 table