利用纵场调控 Ising 链 CoNb2O6 中 spinon 间的禁闭势并定量确定微观哈密顿量
强关联电子
2023-11-21 v2
摘要
Ising 链实现了自旋分数化的基本范式：局域翻转一个自旋会产生两个畴壁（spinon），它们可以无能量代价地分离。在准一维系统中，弱三维耦合的平均场效应将 spinon 禁闭为双 spinon 束缚态的 Zeeman 阶梯。本文中，我们通过施加具有较大沿 Ising 方向分量的磁场，实验性地调控准一维 Ising 铁磁体 CoNb2O6 中 spinon 间的禁闭势。利用高分辨率单晶非弹性中子散射，我们直接观察到能谱如何从低场下极弱禁闭极限（具有许多能量按场强的 2/3 次幂标度的紧密间隔束缚态）演变到高场下极强禁闭极限（此时能谱由一支磁振子与一支色散双磁振子束缚态构成，且具有线性场依赖）。在中等场下，我们探究了高阶束缚态如何随能量升高并与双粒子连续谱重叠而从能谱中消失。通过对零场及沿两个正交方向施加高场下观测能谱的全局拟合，结合对链间耦合的定量参数化，我们提出了一个精细化的单链与链间哈密顿量，可定量复现所有观测到的色散及其场依赖关系。
引用
@article{arxiv.2308.07699,
title = {Tuning the confinement potential between spinons in the Ising chain CoNb2O6 using longitudinal fields and quantitative determination of the microscopic Hamiltonian},
author = {Leonie Woodland and David Macdougal and Ivelisse M. Cabrera and Jordan D. Thompson and D. Prabhakaran and Robert I. Bewley and Radu Coldea},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.07699},
year = {2023}
}
备注
21 pages, 14 figures. Accepted version after comments from referees