Assessment of the<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>RE</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>OH</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math>Ising magnetic materials as possible candidates for the study of transverse-field-induced quantum phase transitions
Notice bibliographique
Résumé
The ${\text{LiHo}}_{x}{\text{Y}}_{1\ensuremath{-}x}{\text{F}}_{4}$ Ising magnetic material subject to a magnetic field perpendicular to the ${\text{Ho}}^{3+}$ Ising direction has shown over the past 20 years to be a host of very interesting thermodynamic and magnetic phenomena. Unfortunately, the availability of other magnetic materials other than ${\text{LiHo}}_{x}{\text{Y}}_{1\ensuremath{-}x}{\text{F}}_{4}$ that may be described by a transverse-field Ising model remains very much limited. It is in this context that we use here a mean-field theory to investigate the suitability of the $\text{Ho}{(\text{OH})}_{3}$, $\text{Dy}{(\text{OH})}_{3}$, and $\text{Tb}{(\text{OH})}_{3}$ insulating hexagonal dipolar Ising-type ferromagnets for the study of the quantum phase transition induced by a magnetic field, ${B}_{x}$, applied perpendicular to the Ising spin direction. Experimentally, the zero-field critical (Curie) temperatures are known to be ${T}_{c}\ensuremath{\approx}2.54$, 3.48, and 3.72 K, for $\text{Ho}{(\text{OH})}_{3}$, $\text{Dy}{(\text{OH})}_{3}$, and $\text{Tb}{(\text{OH})}_{3}$, respectively. From our calculations we estimate the critical transverse field, ${B}_{x}^{c}$, to destroy ferromagnetic order at zero temperature to be ${B}_{x}^{c}=4.35$, 5.03, and 54.81 T for $\text{Ho}{(\text{OH})}_{3}$, $\text{Dy}{(\text{OH})}_{3}$, and $\text{Tb}{(\text{OH})}_{3}$, respectively. We find that $\text{Ho}{(\text{OH})}_{3}$, similarly to ${\text{LiHoF}}_{4}$, can be quantitatively described by an effective $S=1/2$ transverse-field Ising model. This is not the case for $\text{Dy}{(\text{OH})}_{3}$ due to the strong admixing between the ground doublet and first excited doublet induced by the dipolar interactions. Furthermore, we find that the paramagnetic (PM) to ferromagnetic (FM) transition in $\text{Dy}{(\text{OH})}_{3}$ becomes first order for strong ${B}_{x}$ and low temperatures. Hence, the PM to FM zero-temperature transition in $\text{Dy}{(\text{OH})}_{3}$ may be first order and not quantum critical. We investigate the effect of competing antiferromagnetic nearest-neighbor exchange and applied magnetic field, ${B}_{z}$, along the Ising spin direction $\stackrel{\ifmmode \hat{}\else \^{}\fi{}}{z}$ on the first-order transition in $\text{Dy}{(\text{OH})}_{3}$. We conclude from these preliminary calculations that $\text{Ho}{(\text{OH})}_{3}$ and $\text{Dy}{(\text{OH})}_{3}$ and their ${\text{Y}}^{3+}$ diamagnetically diluted variants, ${\text{Ho}}_{x}{\text{Y}}_{1\ensuremath{-}x}{(\text{OH})}_{3}$ and ${\text{Dy}}_{x}{\text{Y}}_{1\ensuremath{-}x}{(\text{OH})}_{3}$, are potentially interesting systems to study transverse-field-induced quantum fluctuations effects in hard axis (Ising-type) magnetic materials.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,004 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,003 | 0,002 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,004 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,414 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; les deux têtes enseignantes s’accordent sur ce qui est montré ici.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».