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 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 | 0,010 | 0,007 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,006 | 0,010 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,003 | 0,010 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,007 |
| Études des sciences et des technologies | 0,008 | 0,009 |
| Communication savante | 0,007 | 0,009 |
| Science ouverte | 0,012 | 0,010 |
| Intégrité de la recherche | 0,009 | 0,011 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,047 | 0,011 |
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 ».