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由四极相互作用诱导的三重-$\mathcal{Q}$ 部分磁序:UNi$_4$B 的三叉戟序情景

强关联电子 2023-03-21 v2

摘要

我们理论探究 UNi4B{\rm UNi_4B} 中可能的对称性破缺态,构建了一个局域化赝三重态晶体电场模型。长期以来,UNi4B{\rm UNi_4B} 的低温对称性破缺相被认为是一种磁环序,形成原子尺度涡旋晶格,每个涡旋中心为无序格点。然而,近期对电流诱导磁化的观测因各向异性上的矛盾,促使人们重新考察该序参量的有效性。我们的模型考虑了四极自由度,其重要性最近由声速软化所证实。我们发现四极矩在决定有序态中的磁结构中起重要作用。在广阔的参数空间内,我们在 36 格点平均场分析中得到两种三重-Q\mathcal{Q} 磁序:环序与另一种具有与环序相同数量无序格点的磁序。我们依其磁结构将后者命名为“三叉戟(triforce)”序。重要的是,三叉戟序具有与环序完全相同的自旋结构因子,而三重-Q\mathcal{Q} 结构叠加中的相位因子不同。我们表明,当考虑 UNi4B{\rm UNi_4B} 的真实晶体结构时,三叉戟序与观测到的电流诱导磁化一致。我们详细比较了三叉戟序的预测与目前可用的实验数据,并讨论了该三重-Q\mathcal{Q} 序机制对各向异性关联系统的可能应用。

关键词

引用

@article{arxiv.2209.00984,
  title  = {Triple-$\mathcal{Q}$ partial magnetic orders induced by quadrupolar interactions: Triforce order scenario for UNi$_4$B},
  author = {Takayuki Ishitobi and Kazumasa Hattori},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2209.00984},
  year   = {2023}
}

备注

32 pages, 15 figures