Restoration of the third law in spin ice thin films.
Restoration of the third law in spin ice thin films.
复制标题
DOI：
10.1038/ncomms4439
复制
发表时间：
2014-03-12
影响因子：
16.6
通讯作者：
Bramwell, S. T.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Bovo, L.;Moya, X.;Prabhakaran, D.;Soh, Yeong-Ah;Boothroyd, A. T.;Mathur, N. D.;Aeppli, G.;Bramwell, S. T.
自旋冰的一个特征是它明显违反了热力学第三定律。这导致了一些有趣的性质，包括磁单极子及其电流的有效真空的出现-磁性。在这里，我们增加了一个新的维度的自旋冰的实验研究，通过制造薄外延薄膜的Dy 2 Ti 2 O 7，在惰性衬底上的5和60单层之间变化。薄膜在温度>2 K时显示出自旋冰的独特特征，但在较低温度下，我们发现了零熵态的证据。这种恢复自旋冰薄膜的第三定律是一致的预测应变诱导订购的一个非常不寻常的类型，以前讨论的类似的电气系统。我们的研究结果表明，物理挫折烧绿石磁铁，如自旋冰可能会显着修改薄膜样品。 自旋冰Dy 2 Ti 2 O 7的整体结构是一个谜，因为它的动力学缓慢，目前还不清楚这种材料是否以及如何在零温度下达到零熵状态。在这里，作者表明，在薄膜中的Dy 2 Ti 2 O 7的零熵状态诱导在0.4 K，可理解的晶格应变。
A characteristic feature of spin ice is its apparent violation of the third law of thermodynamics. This leads to a number of interesting properties including the emergence of an effective vacuum for magnetic monopoles and their currents – magnetricity. Here we add a new dimension to the experimental study of spin ice by fabricating thin epitaxial films of Dy2Ti2O7, varying between 5 and 60 monolayers on an inert substrate. The films show the distinctive characteristics of spin ice at temperatures >2 K, but at lower temperature we find evidence of a zero entropy state. This restoration of the third law in spin ice thin films is consistent with a predicted strain-induced ordering of a very unusual type, previously discussed for analogous electrical systems. Our results show how the physics of frustrated pyrochlore magnets such as spin ice may be significantly modified in thin-film samples. In bulk, the spin ice Dy2Ti2O7 has posed an enigma because – due to its slow dynamics – it is unclear whether and how the material will reach a zero entropy state at zero temperature. Here, the authors show that in thin films of Dy2Ti2O7 a zero entropy state is induced at 0.4 K, plausibly by lattice strain.
登录
查看更多内容
影响因子：
16.6
作者：
通讯作者：
--
影响因子：
1.7
作者：
Hiroi, Z;Matsuhira, K;Sakakibara, T
通讯作者：
Sakakibara, T
影响因子：
8.6
作者：
Melko, RG;den Hertog, BC;Gingras, MJP
通讯作者：
Gingras, MJP
影响因子：
19.6
作者：
Pomaranski, D.;Yaraskavitch, L. R.;Kycia, J. B.
通讯作者：
Kycia, J. B.
影响因子：
2.7
作者：
Bovo, L.;Jaubert, L. D. C.;Bramwell, S. T.
通讯作者：
Bramwell, S. T.