Magnetic order and fluctuations in the presence of quenched disorder in the kagome staircase system (Co<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:msub><mml:mrow/><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>Mg<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:msub><mml:mrow/><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub></mml:math>)<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:msub><mml:mrow/><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:math>V<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:msub><mml:mrow/><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math>O<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:msub><mml:mrow/><mml:mn>8</mml:mn></mml:msub></mml:math>
Notice bibliographique
Résumé
Co${}_{3}$V${}_{2}$O${}_{8}$ is an orthorhombic magnet in which $S=3/2$ magnetic moments reside on two crystallographically inequivalent Co${}^{2+}$ sites, which decorate a stacked, buckled version of the two-dimensional kagome lattice, the stacked kagome staircase. The magnetic interactions between the Co${}^{2+}$ moments in this structure lead to a complex magnetic phase diagram at low temperature, wherein it exhibits a series of five transitions below 11 K that ultimately culminate in a ferromagnetic ground state below $T\ensuremath{\sim}6.2$ K. Here we report magnetization measurements on single- and polycrystalline samples of (Co${}_{1\ensuremath{-}x}$Mg${}_{x}$)${}_{3}$V${}_{2}$O${}_{8}$ for $x<0.23$, as well as elastic and inelastic neutron scattering measurements on single crystals of magnetically dilute (Co${}_{1\ensuremath{-}x}$Mg${}_{x}$)${}_{3}$V${}_{2}$O${}_{8}$ for $x=0.029$ and $x=0.194$, in which nonmagnetic Mg${}^{2+}$ ions substitute for magnetic Co${}^{2+}$. We find that a dilution of 2.9$%$ leads to a suppression of the ferromagnetic transition temperature by $\ensuremath{\sim}$15$%$ while a dilution level of 19.4$%$ is sufficient to destroy ferromagnetic long-range order in this material down to a temperature of at least 1.5 K. The magnetic excitation spectrum is characterized by two spin wave branches in the ordered phase for (Co${}_{1\ensuremath{-}x}$Mg${}_{x}$)${}_{3}$V${}_{2}$O${}_{8}$ ($x=0.029$), similar to that of the pure $x=0$ material, and by broad diffuse scattering at temperatures below 10 K in (Co${}_{1\ensuremath{-}x}$Mg${}_{x}$)${}_{3}$V${}_{2}$O${}_{8}$ ($x=0.194$). Such a strong dependence of the transition temperatures on long-range order in the presence of quenched nonmagnetic impurities is consistent with two-dimensional physics driving the transitions. We further provide a simple percolation model that semiquantitatively explains the inability of this system to establish long-range magnetic order at the unusually low dilution levels which we observe in our experiments.
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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 | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,007 | 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; 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 ».