Novel Strongly Spin-Orbit Coupled Quantum Dimer Magnet: <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Yb</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Si</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">O</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math>
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Notice bibliographique
Résumé
The quantum dimer magnet (QDM) is the canonical example of quantum magnetism. The QDM state consists of entangled nearest-neighbor spin dimers and often exhibits a field-induced triplon Bose-Einstein condensate (BEC) phase. We report on a new QDM in the strongly spin-orbit coupled, distorted honeycomb-lattice material Yb_{2}Si_{2}O_{7}. Our single crystal neutron scattering, specific heat, and ultrasound velocity measurements reveal a gapped singlet ground state at zero field with sharp, dispersive excitations. We find a field-induced magnetically ordered phase reminiscent of a BEC phase, with exceptionally low critical fields of H_{c1}∼0.4 and H_{c2}∼1.4 T. Using inelastic neutron scattering in an applied magnetic field we observe a Goldstone mode (gapless to within δE=0.037 meV) that persists throughout the entire field-induced magnetically ordered phase, suggestive of the spontaneous breaking of U(1) symmetry expected for a triplon BEC. However, in contrast to other well-known cases of this phase, the high-field (μ_{0}H≥1.2 T) part of the phase diagram in Yb_{2}Si_{2}O_{7} is interrupted by an unusual regime signaled by a change in the field dependence of the ultrasound velocity and magnetization, as well as the disappearance of a sharp anomaly in the specific heat. These measurements raise the question of how anisotropy in strongly spin-orbit coupled materials modifies the field induced phases of QDMs.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,006 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,004 | 0,009 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,010 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,006 |
| Études des sciences et des technologies | 0,005 | 0,007 |
| Communication savante | 0,006 | 0,007 |
| Science ouverte | 0,010 | 0,009 |
| Intégrité de la recherche | 0,006 | 0,008 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,970 | 0,014 |
Scores machine (provisoires)
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