Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2022, выпуск 2 » Статья стр. 187
<<<>>>
Квантование спектра спинонных пар в магнитном поле и формирование бозонов в виде фрагментов 1D-волн зарядовой/спиновой плотности в SmMnO3+delta
DOI: 10.21883/FTT.2022.02.51928.142
Переводная версия: 10.21883/PSS.2022.02.52965.142
Буханько Ф.Н.1, Буханько А.Ф.1
1Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина НАН Украины, Киев, Украина
Email: metatem@ukr.net
Поступила в редакцию: 14 июня 2021 г.
В окончательной редакции: 14 июня 2021 г.
Принята к печати: 18 октября 2021 г.
Выставление онлайн: 16 ноября 2021 г.
PDF версия
Исследованы квантовые осцилляции температурных зависимостей намагниченности SmMnO3+delta в магнитных полях H=100 и 350 Oe, 1 и 3.5 kOe в интервале температур 4.2-12 K. Континуум тепловых возбуждений спинонных пар в магнитном поле H=100 Oe делится на три перекрывающиеся зоны Ландау с энергиями En (n=1,2,3) с дробными значениями фактора ν заполнения зон. Основной вклад в намагниченность вносит симметричный интенсивный дублет "сверхнамагниченности", состоящий из двух перекрывающихся пиков вбизи средней температуры возбуждения Tspinon=~8 K. С ростом поля до значения H=1 kOe, спектр возбуждения спинонов трансформируется в широкий синусоподобный пик с вершиной вблизи Tspinon=~8 K, характерный для континуума возбуждений пар спинонов с сильной диперсией в режиме их конфайнмента. В магнитном поле H=3.5 kOe спектр теплового возбуждения спинонов существенно изменяется: появляется новый тип квантования спектра спинонов в виде формировании в зонах Ландау с n=1,2 и 3 особенностей намагниченности в виде узких ступенек (плато), соответствующих целочисленному заполнению спинонами трех зон Ландау c конечной щелью. Исследована эволюция спектра бозонов в виде тепловых возбуждений бесщелевых квазиодномерных волн зарядовой/спиновой плотности в жидкости Латтинжера при температурах ниже 60 K. При температурах вблизи T=0 обнаружен непрерывный квантовый фазовый переход квантовой спиновой жидкости в состояние жидкости Латтинжера, индуцированный ростом напряженности магнитного поля. Переход содержит особенности, характерные для формирования 1D-волн зарядовой/спиновой плотности, вызванного конфайнментом спинонных пар, и сопровождается сильным полевым гистерезисом. Ключевые слова: квантовая спиновая жидкость, жидкость Латтинжера, конфайнмент спинонных пар, система спинон - калибровочное поле, квантование Ландау, 1D-волны зарядовой/спиновой плотности, квантовые осцилляции.
  1. F.D.M. Haldane. Phys. Rev. Lett. 47, 25, 1840 (1981)
  2. T.L. Schmidt, A. Imambekov, L.I. Glazman. arXiv:1009.4708v2 [cond-mat.str-el]14 Dec 2010
  3. S. Brazovskii, F. Matveenko, P. Nozieres. JETP Lett. 58, 10, 796 (1993)
  4. T. Vekua, S.I. Matveenko, G.V. Shlyapnikov. JETP Lett. 90, 4, 289 (2009)
  5. M. Rizzi, M. Polini, M.A. Cazalilla, M.R. Bakhtiari, M.P. Tosi, R. Fazio. Phys. Rev. B 77, 24, 245105 (2008)
  6. F.H.L. Essler, A.M. Tsvelik. Ann. Henri Poincare C 4, Suppl. 2, S589 (2003)
  7. D. Controzzi, F.H.L. Essler. Phys. Rev. B 66, 16, 165112 (2002)
  8. W.J. Gannon, I.A. Zaliznyak, L.S. Wu, A.E. Feiguin, A.M. Tsvelik, F. Demmel, Y. Qiu, J.R.D. Copley, M.S. Kim, M.C. Aronson. Nature Commun. 10, 1123 (2019). https://doi.org/10.1038/s41467-019-08715-y
  9. B. Lake, A.M. Tsvelik, S. Notbohm, D.A. Tennant, T.G. Perring, M. Reehuis, C. Sekar, G. Krabbes, B. Buchner. Nature Phys. 6, 1, 50 (2010)
  10. Z. Wang, M. Schmidt, A.K. Bera, A.T.M.N. Islam, B. Lake, A. Loidl, J. Deisenhofer. Phys. Rev. B 91, 14, 140404 (R) (2015)
  11. B. Grenier, S. Petit, V. Simonet, E. Canevet, L.-P. Regnault, S. Raymond, B. Canals, C. Berthier, P. Lejay. Phys. Rev. Lett. 114, 1, 017201 (2015)
  12. M. Matsuda, H. Onishi, A. Okutani, J. Ma, H. Agrawal, T. Hong, D.M. Pajerowski, J.R.D. Copley, K. Okunishi, M. Mori, S. Kimura, M. Hagiwara. Phys. Rev. B 96, 2, 024439 (2017)
  13. Q. Faure, S. Takayoshi, S. Petit, V. Simonet, S. Raymond, L.-P. Regnault, M. Boehm, J.S. White, M. M nsson, C. Ruegg, P. Lejay, B. Canals, T. Lorenz, S.C. Furuya, T. Giamarchi, B. Grenier. Nature Phys. 14, 7, 716 (2018)
  14. A.K. Bera, B. Lake, F.H.L. Essler, L. Vanderstraeten, C. Hubig, U. Schollwock, A.T.M.N. Islam, A. Schneidewind, D.L. Quintero-Castro. Phys. Rev. B 96, 5, 054423 (2017)
  15. Ф.Н. Буханько, А.Ф. Буханько. ФТТ 63, 5, 639 (2021)
  16. S. Sachdev. arXiv: 0901.4103v6 (2009)
  17. O.I. Motrunich. Phys. Rev. B 72, 4, 045105 (2005)
  18. T. Senthil. Phys. Rev. B 78, 3, 035103 (2008)
  19. T. Senthil. Phys. Rev. B 78, 4, 045109 (2008)
  20. X.G. Wen. Lectures given in the Cargese Summer School of Strongly Correlated Electron Systems (1990)
  21. V. Kalmeyer, R.B. Laughlin. Phys. Rev. Lett. 59, 18, 2095 (1987)
  22. X.G. Wen, F. Wilczek, A. Zee. Phys. Rev. B 39, 16, 11413 (1989)
  23. R.B. Laughlin, Z. Zou. Phys. Rev. B 41, 1, 664 (1990)
  24. E. Mele. Phys. Rev. B 38, 13, 8940 (1988)
  25. K.V. Klitzing, G. Dorda, M. Pepper. Phys. Rev. Lett. 45, 6, 494 (1980)
  26. D.C. Tsui, H.L. Stormer, A.C. Gossard. Phys. Rev. Lett. 48, 22, 1559 (1982)
  27. R.B. Laughlin. Phys. Rev. B 23, 10, 5632 (1981)
  28. F.D.M. Haldane. Phys. Rev. Lett. 51, 7, 605 (1983)
  29. R.B. Laughlin. Phys. Rev. Lett. 50, 18, 1395 (1983)
  30. F.D.M. Haldane, Y.-S. Wu. Phys. Rev. Lett. 55, 26, 2887 (1985)
  31. F.D.M. Haldane. Phys. Rev. Lett. 67, 8, 937 (1991)
  32. F. Wilczek. Phys. Rev. Lett. 49, 14, 957 (1982)
  33. B.I. Halperin. Phys. Rev. Lett. 52, 18, 1583 (1984)
  34. R.B. Laughlin. Phys. Rev. Lett. 60, 25, 2677 (1988)
  35. G. Misguich, T. Jolicoeur, S.M. Girvin. Phys. Rev. Lett. 87, 9, 097203 (2001)
  36. K. Kumar, K. Sun, E. Fradkin. Phys. Rev. B 90, 17, 174409 (2014)
  37. K. Kumar, K. Sun, E. Fradkin. Phys. Rev. B 92, 9, 094433 (2015).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme