Evidence of the Berezinskii-Kosterlitz-Thouless phase in a frustrated magnet.
Evidence of the Berezinskii-Kosterlitz-Thouless phase in a frustrated magnet.
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受挫磁体中 Berezinskii-Kosterlitz-Thouless 相的证据。
DOI：
10.1038/s41467-020-19380-x
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发表时间：
2020-11-06
影响因子：
16.6
通讯作者：
Yu W
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hu Z;Ma Z;Liao YD;Li H;Ma C;Cui Y;Shangguan Y;Huang Z;Qi Y;Li W;Meng ZY;Wen J;Yu W
Berezinskii-Kosterlitz-Thouless (BKT) 机制建立在二维系统中拓扑缺陷扩散的基础上，是超越对称性破缺的 Landau-Ginzburg 范式的相变的第一个例子。人们长期以来一直在寻找这种拓扑相变，但尚未在磁性材料中直接发现。在这里，我们通过面内磁场下的核磁共振确定了理想二维受挫磁体 TmMgGaO4 中 BKT 相的两个跃迁，这不会干扰低能电子态并允许灵敏地检测 BKT 涨落。此外，通过应用平面外场，我们发现了 BKT 转变所需的磁化率的关键缩放行为。实验结果可以通过应用于具有 BKT 相的化合物的精确三角晶格伊辛模型的量子蒙特卡罗模拟来解释。这些结果为 BKT 相提供了具体的例子，并为未来研究磁性材料中的 BKT 物理提供了理想的平台。
The Berezinskii-Kosterlitz-Thouless (BKT) mechanism, building upon proliferation of topological defects in 2D systems, is the first example of phase transition beyond the Landau-Ginzburg paradigm of symmetry breaking. Such a topological phase transition has long been sought yet undiscovered directly in magnetic materials. Here, we pin down two transitions that bound a BKT phase in an ideal 2D frustrated magnet TmMgGaO4, via nuclear magnetic resonance under in-plane magnetic fields, which do not disturb the low-energy electronic states and allow BKT fluctuations to be detected sensitively. Moreover, by applying out-of-plane fields, we find a critical scaling behavior of the magnetic susceptibility expected for the BKT transition. The experimental findings can be explained by quantum Monte Carlo simulations applied on an accurate triangular-lattice Ising model of the compound which hosts a BKT phase. These results provide a concrete example for the BKT phase and offer an ideal platform for future investigations on the BKT physics in magnetic materials.
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影响因子：
8.6
作者：
Jeong, M.;Mayaffre, H.;Horvatic, M.
通讯作者：
Horvatic, M.
DOI：
10.1088/0022-3719/6/7/010
发表时间：
1973-01-01
期刊：
JOURNAL OF PHYSICS C-SOLID STATE PHYSICS
影响因子：
--
作者：
Kosterlitz, JM;Thouless, DJ
通讯作者：
Thouless, DJ
影响因子：
8.6
作者：
EPSTEIN, K;GOLDMAN, AM;KADIN, AM
通讯作者：
KADIN, AM
影响因子：
8.6
作者：
Damle, Kedar
通讯作者：
Damle, Kedar
影响因子：
8.6
作者：
Julien, MH;Fehér, T;Marucco, JF
通讯作者：
Marucco, JF