方格子杯状系统 Ba(TiO)Cu4(PO4)4 中的自旋动力学
强关联电子
2022-06-23 v1
摘要
我们报道了自旋-1/2 反铁磁体 Ba(TiO)Cu(PO) 的高分辨率单晶非弹性中子散射测量。该材料由交替向上和向下取向的四位点“杯状”结构层构成，实现了一种相当特殊的二维(2D)方格子磁性。每个杯状或 plaquette 单元内强烈的 Dzyaloshinskii-Moriya (DM) 相互作用具有一种在众多具有自旋和空间各向异性的二维海森堡模型磁性性质研究中基本未被探索的几何结构。我们测量了零场及高达 5 T 磁场下的磁激发，发现了具有多个特征特征的复杂模式结构，使我们能够通过线性自旋波近似下的建模提取所有相关磁相互作用。我们证明 Ba(TiO)Cu(PO) 是一个棋盘格系统，其 plaquette 内与 plaquette 间耦合几乎相等，其中 plaquette 内 DM 相互作用在维持稳健磁序以及在布里渊区中心打开大能隙方面起关键作用。我们将观测结果置于自旋-1/2 方格子模型与材料的广义相图视角中，其中探索各向异性和阻挫作为通向量子无序的途径仍是一个前沿研究问题。
引用
@article{arxiv.2203.00067,
title = {Spin dynamics in the square-lattice cupola system Ba(TiO)Cu$_4$(PO$_4$)$_4$},
author = {Luc Testa and Peter Babkevich and Yasuyuki Kato and Kenta Kimura and Virgile Favre and Jose A. Rodriguez-Rivera and Jacques Ollivier and Stéphane Raymond and Tsuyoshi Kimura and Yukitoshi Motome and Bruce Normand and Henrik M. Rønnow},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.00067},
year = {2022}
}
备注
13 pages, 8 figures