Theory of magnetic-field-induced Bose-Einstein condensation of triplons in<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>Ba</mml:mtext></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>Cr</mml:mtext></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mtext>O</mml:mtext><mml:mn>8</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math>
Notice bibliographique
Résumé
Motivated by recent experiments on ${\text{Ba}}_{3}{\text{Cr}}_{2}{\text{O}}_{8}$, a new spin-dimer compound with spin-1/2 moments of ${\text{Cr}}^{5+}$ ions, we theoretically investigate the field-induced magnetic ordering in this material in view of the Bose-Einstein condensation (BEC) of triplet excitations (triplons). We apply the self-consistent Hartree-Fock-Popov (HFP) approach to a microscopic Hamiltonian, using the realistic triplon dispersion measured in an inelastic neutron-scattering experiment. In particular, we ask to what extent the BEC of dilute triplons near the critical field can explain the magnetic ordering in this material. For example, we investigate the temperature range where the BEC picture of triplons can be applied via the HFP approach. We also determine the temperature regime where a quadratic approximation of the triplon dispersion works. It is found that the strength of the effective repulsive interaction between triplons is much weaker in ${\text{Ba}}_{3}{\text{Cr}}_{2}{\text{O}}_{8}$ than in the canonical spin-dimer compound ${\text{TlCuCl}}_{3}$. Small effective repulsive interaction in combination with the narrow band of triplons leads to higher density of triplons ${n}_{\text{cr}}$ at the critical point. The combined effect points to a bigger HFP correction $U{n}_{\text{cr}}$ in ${\text{Ba}}_{3}{\text{Cr}}_{2}{\text{O}}_{8}$ than in ${\text{TlCuCl}}_{3}$. Nonetheless, the HFP approach provides a reasonable explanation of the transverse magnetization and the specific-heat data of ${\text{Ba}}_{3}{\text{Cr}}_{2}{\text{O}}_{8}$.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,005 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,003 | 0,007 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,007 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,005 |
| Études des sciences et des technologies | 0,003 | 0,005 |
| Communication savante | 0,003 | 0,005 |
| Science ouverte | 0,007 | 0,006 |
| Intégrité de la recherche | 0,005 | 0,007 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,732 | 0,007 |
Scores machine (provisoires)
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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 ».