量子自旋冰在偶极-八极磁铁石双金刚石Ce₂Zr₂O₇中对磁场的响应
摘要：用$[1, 1, 0]$方向的磁场测量了单晶Ce$_2$Zr$_2$O$_7$的新热容，并将温度下降到约0.1 K。新的测量结果显示，在零场热容中，宽峰随着磁场强度的增加而升高，并在约2 T的$[1, 1, 0]$磁场下分裂成两个峰。这些分离的特征是由于在这个方向的磁场下，短石英晶格分解为有效分离的链：一组链（$alpha$-chains）被磁场极化，而另一组链（$eta$-chains）保持自由。我们的理论建模表明，$eta$-chains接近临界状态，具有近似无间隙激发。我们还报告了对单晶Ce$_2$Zr$_2$O$_7$在$[1, 1, 0]$和$[0, 0, 1]$磁场下进行的新的弹性和非弹性中子散射测量，温度下降到0.03 K。弹性散射与$[1, 1, 0]$磁场下独立链的形成相一致，而$[0, 0, 1]$磁场在$(0, 2, 0)$和等效波矢处产生单一的磁致Bragg峰，表明在高于约3 T的磁场下自旋冰处于极化状态。对于$[1, 1, 0]$和$[0, 0, 1]$磁场，我们的非弹性中子散射结果显示出一个近似无色散的散射连续谱，其能量和强度随着磁场强度的增加而增加。通过使用数值联接簇和半经典分子动力学计算对整套实验数据进行建模，我们证明了Ce$_2$Zr$_2$O$_7$中交换相互作用的多极性质和控制偶极和八极自由度混合的参数$heta$的微小性质。这些结果支持了之前对微观交换参数的估计。
作者：E. M. Smith, J. Dudemaine, B. Placke, R. Sch"afer, D. R. Yahne, T. DeLazzer, A. Fitterman, J. Beare, J. Gaudet, C. R. C. Buhariwalla, A. Podlesnyak, Guangyong Xu, J. P. Clancy, R. Movshovich, G. M. Luke, K. A. Ross, R. Moessner, O. Benton, A. D. Bianchi, and B. D. Gaulin
论文ID：2306.13183
分类：Strongly Correlated Electrons
分类简称：cond-mat.str-el
提交时间：2023-08-30