Competition between supersolid phases and magnetization plateaus in the frustrated easy-axis antiferromagnet on a triangular lattice
Competition between supersolid phases and magnetization plateaus in the frustrated easy-axis antiferromagnet on a triangular lattice
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三角晶格上受挫易轴反铁磁体中超固相与磁化平台之间的竞争
DOI：
10.1103/physrevb.83.134412
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发表时间：
2011
影响因子：
3.7
通讯作者：
Seabra L
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Seabra L
大多数磁性材料都具有一定程度的磁各向异性，无论是在单个离子的水平上，还是在不同磁性离子之间的交换作用中。在这些交换作用也受挫的地方，它们和各向异性之间的竞争可以在外加磁场中稳定各种新的相。受六方钙铁氧体2-AgNiO的激励，我们研究了层状三角形晶格上的海森堡反铁磁体，该晶格具有竞争的第一和第二近邻相互作用和单离子易轴各向异性。结合经典的蒙特卡罗模拟、平均场分析和朗道理论，我们建立了该模型的磁相图，它是固定交换作用比的温度和磁场的函数，但易轴各向异性的值从海森堡()扩展到伊辛()极限。我们发现了丰富多样的不同磁相。这些相包括几个磁性超固体(松田和Tsuneto或Liu和Fisher的意义上)，其中一个可能已经在AgNiO中观察到。我们探索了这种特殊的超固体是如何通过关闭自旋波谱中的间隙而产生的，以及随着易轴各向异性的增加，它如何与竞争的共线相竞争。发现该相的有限温度性质不同于以往研究的任何磁性超固态的温度性质。
The majority of magnetic materials possess some degree of magnetic anisotropy, either at the level of a single ion, or in the exchange interactions between different magnetic ions. Where these exchange interactions are also frustrated, the competition between them and anisotropy can stabilize a wide variety of new phases in applied magnetic field. Motivated by the hexagonal delafossite 2-AgNiO, we study the Heisenberg antiferromagnet on a layered triangular lattice with competing first- and second-neighbor interactions and single-ion easy-axis anisotropy. Using a combination of classical Monte Carlo simulation, mean-field analysis, and Landau theory, we establish the magnetic phase diagram of this model as a function of temperature and magnetic field for a fixed ratio of exchange interactions, but with values of easy-axis anisotropyextending from the Heisenberg () to the Ising () limits. We uncover a rich variety of different magnetic phases. These include several phases which are magnetic supersolids (in the sense of Matsuda and Tsuneto or Liu and Fisher), one of which may already have been observed in AgNiO. We explore how this particular supersolid arises through the closing of a gap in the spin-wave spectrum, and how it competes with rival collinear phases as the easy-axis anisotropy is increased. The finite temperature properties of this phase are found to be different from those of any previously studied magnetic supersolid.
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通讯作者：
L. N. Demianets
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通讯作者：
H. Fukuyama
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A. I. Smirnov;L. Svistov;L. A. Prozorova;A. Zheludev;M. Lumsden;E. Ressouche;O. Petrenko;Kouichi Nishikawa;S. Kimura;M. Hagiwara;K. Kindo;A. Shapiro;L. N. Demianets
通讯作者：
A. I. Smirnov;L. Svistov;L. A. Prozorova;A. Zheludev;M. Lumsden;E. Ressouche;O. Petrenko;Kouichi Nishikawa;S. Kimura;M. Hagiwara;K. Kindo;A. Shapiro;L. N. Demianets
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