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 machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,010 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,005 | 0,004 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,067 | 0,021 |
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; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».