Scaling and data collapse from local moments in frustrated disordered quantum spin systems.
Scaling and data collapse from local moments in frustrated disordered quantum spin systems.
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DOI：
10.1038/s41467-018-06800-2
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发表时间：
2018-10-22
影响因子：
16.6
通讯作者：
Lee PA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kimchi I;Sheckelton JP;McQueen TM;Lee PA
最近对各种自旋为1/2的量子磁体如H_3LiIr_2O_6、LiZn_2Mo_3O_8、ZnCu_3（OH）_6Cl_2和1 T-TaS_2的测量--它们都是用磁挫挫和淬灭无序描述的，但没有其他共同的关系--在低温下表现出明显的普遍标度特征。特别是在温度T和磁场H的热容量C[H，T]表现出T/H数据崩溃，让人联想到标度附近的临界点。在这里，我们提出了一个理论的基础上出现的随机单态制度扩展到包括自旋轨道耦合和反对称Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）的相互作用的标度崩溃。我们导出了尺度C[H，T]/T ~ H−γFq[T/H]，其中在小x处Fq[x] = xq，q ∈ {0，1，2}是一个整数指数，其值取决于空间对称性。与实验的一致性表明，自旋的一部分形成随机价键，这些被量子顺磁相包围。我们还讨论了不同的缩放磁化强度与q依赖次主导项强制执行的麦克斯韦的关系。有许多关于受抑磁体中量子物质新形式的提议，但在实践中，无序阻碍了理论上易于处理的理想化模型的实现。Kimchi等人表明，最近观察到的几种无序量子磁体共同的标度行为可以理解为普遍随机单态制度的出现。
Recently measurements on various spin–1/2 quantum magnets such as H3LiIr2O6, LiZn2Mo3O8, ZnCu3(OH)6Cl2 and 1T-TaS2—all described by magnetic frustration and quenched disorder but with no other common relation—nevertheless showed apparently universal scaling features at low temperature. In particular the heat capacity C[H, T] in temperature T and magnetic field H exhibits T/H data collapse reminiscent of scaling near a critical point. Here we propose a theory for this scaling collapse based on an emergent random-singlet regime extended to include spin-orbit coupling and antisymmetric Dzyaloshinskii-Moriya (DM) interactions. We derive the scaling C[H, T]/T ~ H−γFq[T/H] with Fq[x] = xq at small x, with q ∈ {0, 1, 2} an integer exponent whose value depends on spatial symmetries. The agreement with experiments indicates that a fraction of spins form random valence bonds and that these are surrounded by a quantum paramagnetic phase. We also discuss distinct scaling for magnetization with a q-dependent subdominant term enforced by Maxwell’s relations. There are many proposals for new forms of quantum matter in frustrated magnets but in practice disorder prevents the realisation of theoretically-tractable idealised models. Kimchi et al. show that recently observed scaling behavior common to several disordered quantum magnets can be understood as the emergence of a universal random-singlet regime.
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在二维自旋1/2三角抗fiferromagnet ybmggao4中无间隙量子自旋液态基态。
影响因子：
4.6
作者：
Li Y;Liao H;Zhang Z;Li S;Jin F;Ling L;Zhang L;Zou Y;Pi L;Yang Z;Wang J;Wu Z;Zhang Q
通讯作者：
Zhang Q
影响因子：
3.7
作者：
FISHER, DS
通讯作者：
FISHER, DS
DOI：
10.1073/pnas.1706769114
发表时间：
2017-07-03
影响因子：
11.1
作者：
Law, K. T.;Lee, Patrick A.
通讯作者：
Lee, Patrick A.
影响因子：
3.7
作者：
Ribak, A.;Silber, I.;Kanigel, A.
通讯作者：
Kanigel, A.
影响因子：
3.7
作者：
Sheckelton, J. P.;Foronda, F. R.;McQueen, T. M.
通讯作者：
McQueen, T. M.