Quantum spin liquid and magnetic order in a two-dimensional nonsymmorphic lattice: Considering the distorted kagome lattice of volborthite
Notice bibliographique
Résumé
The Kagome-lattice-based material, volborthite, ${\mathrm{Cu}}_{3}{\mathrm{V}}_{2}{\mathrm{O}}_{7}{(\mathrm{OH})}_{2}\ifmmode\cdot\else\textperiodcentered\fi{}2{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}$, has been considered as a promising platform for discovery of unusual quantum ground states due to the frustrated nature of spin interaction. We explore possible quantum spin liquid and magnetically ordered phases in a two-dimensional nonsymmorphic lattice, which is described by the plane group $p2gg$, consistent with the spatial anisotropy of the spin model derived from density functional theory (DFT) for volborthite. Using the projective symmetry group (PSG) analysis and Schwinger boson mean field theory, we classify possible spin liquid phases with bosonic spinons and investigate magnetically ordered phases connected to such states. It is shown, in general, that only translationally invariant mean field spin liquid ansatzes are allowed in two-dimensional nonsymmorphic lattices. We study the mean field phase diagram of the DFT-derived spin model and find that possible quantum spin liquid phases are connected to two types of magnetically ordered phases, a coplanar incommensurate $(q,0)$ spiral order as the ground state and a closely competing coplanar commensurate $(\ensuremath{\pi},\ensuremath{\pi})$ spin density wave order. In addition, periodicity enhancement of the two-spinon continuum, a consequence of symmetry fractionalization, is found in the spin liquid state connected to the $(\ensuremath{\pi},\ensuremath{\pi})$ spin density wave order. We discuss relevance of these results to recent and future experiments on volborthite.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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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
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