Second order Zeeman interaction and ferroquadrupolar order in TmVO4
Second order Zeeman interaction and ferroquadrupolar order in TmVO4
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TmVO4 中的二阶塞曼相互作用和铁四极有序
DOI：
10.1038/s41535-022-00475-1
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发表时间：
2022
影响因子：
5.7
通讯作者：
Curro, N. J.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Vinograd, I.;Shirer, K. R.;Massat, P.;Wang, Z.;Kissikov, T.;Garcia, D.;Bachmann, M. D.;Horvatić, M.;Fisher, I. R.;Curro, N. J.
tmvo4在低温下具有铁四极序，是一种伊辛向列性的模型体系。沿着轴向的磁场构成了四极序参数的横向有效场，随着磁场从零增加，系统不断调谐到量子相变。相反，平面内磁场仅在二阶方向上与阶参量耦合，因此沿四极子阶的主轴方向定向会产生一个有效的纵向场，而45度方向定向会产生第二个有效的横向场。平面内电场不仅在铁四极有序温度以上产生显著的临界磁和四极波动的平面内各向异性，而且平面内横向电场在最终抑制铁四极有序之前最初增强了铁四极有序，我们将这一效应归因于较高晶体电场水平的混合。
TmVO4exhibits ferroquadrupolar order of the Tm 4f electronic orbitals at low temperatures, and is a model system for Ising nematicity. A magnetic field oriented along thec-axis constitutes a transverse effective field for the quadrupolar order parameter, continuously tuning the system to a quantum phase transition as the field is increased from zero. In contrast, in-plane magnetic fields couple to the order parameter only at second order, such that orienting along the primary axes of the quadrupole order results in an effective longitudinal field, whereas orienting at 45 degrees results in a second effective transverse field. Not only do in-plane fields engender a marked in-plane anisotropy of the critical magnetic and quadrupole fluctuations above the ferroquadrupolar ordering temperature, but in-plane transverse fields initially enhance the ferroquadrupolar order, before eventually suppressing it, an effect that we attribute to admixing of the higher crystalline electric field levels.
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