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两条耦合链比一条更简单:受阻挫量子自旋梯中的场致手性

强关联电子 2021-10-05 v1

摘要

尽管受阻挫自旋链(之字形链)是阻挫磁性的模式生物,但对于磁场中一对耦合之字形链(受阻挫自旋梯)的理解尚不完整。我们通过针对 BiCu2PO6\text{BiCu}_2\text{PO}_6 在高达 45 T 磁场下的核磁共振(NMR)实验来解决此问题,揭示了场致螺旋磁结构。同时,我们给出了先进的数值计算,表明即便适度的横档耦合也会通过稳定场致手性相而极大地简化半饱和磁化强度以下的相图。令人惊讶的是,对于一维模型,该相及其对 Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用的响应符合经典预期。在解释最高可达磁场下的行为的同时,我们的结果暗示 BiCu2PO6\text{BiCu}_2\text{PO}_6 中较低磁场下出现的孤子相具有不同起源。一种令人兴奋的可能性是,已知的、由 DM 介导的手性与晶格之间的耦合引发了一种新型的自旋-派尔斯不稳定性。

关键词

引用

@article{arxiv.1911.05011,
  title  = {Two Coupled Chains are Simpler than One: Field-induced Chirality in a Frustrated Quantum Spin Ladder},
  author = {M. Pikulski and T. Shiroka and F. Casola and A. P. Reyes and P. L. Kuhns and S. Wang and H. -R. Ott and J. Mesot},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1911.05011},
  year   = {2021}
}

备注

Revised manuscript, 7 pages, 6 figures