J 2024

Emergent transverse-field Ising model in d4 spin-orbit Mott insulators

CHALOUPKA, Jiří

Základní údaje

Originální název

Emergent transverse-field Ising model in d4 spin-orbit Mott insulators

Autoři

CHALOUPKA, Jiří (203 Česká republika, garant, domácí)

Vydání

Physical Review B, College PK, American Physical Society, 2024, 2469-9950

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10302 Condensed matter physics

Stát vydavatele

Spojené státy

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 3.700 v roce 2022

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

UT WoS

001174203100011

Klíčová slova anglicky

Mott insulators; Linear spin wave theory; Exchange interaction; Frustrated magnetism; Magnetic order; Quantum phase transitions; Spin dynamics

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 12. 4. 2024 10:43, Mgr. Marie Šípková, DiS.

Anotace

V originále

Mott-insulating transition metal oxides containing t<SUB>2</SUB><SUP>g 4</SUP> ions with strong spin-orbit coupling were recently demonstrated to display unusual magnetism due to a dynamical mixing of the low-energy multiplet states via exchange processes. Here we derive exchange interactions in the situation where a tetragonal or trigonal crystal field selects a single relevant excited state on top of the singlet ionic ground state, producing an effective spin-1/2 . We show that these moments universally obey antiferromagnetic transverse-field Ising model (TFIM) with an intrinsic transverse field generated by the splitting of the two ionic singlets. Using Ru<SUP>4 +</SUP> as a example ion, we provide quantitative estimates of the exchange and illustrate the emergent TFIM physics based on phase diagrams and excitation spectra obtained for several 2D lattices—square, honeycomb, as well as for the frustrated triangular lattice.

Návaznosti

GA22-28797S, projekt VaV
Název: Pohybliví nositelé náboje v exotických magnetech se spin-orbitálním propletením
Investor: Grantová agentura ČR, Pohybliví nositelé náboje v exotických magnetech se spin-orbitálním propletením