Mermin-Wagner physics, (<i>H</i>,<i>T</i>) phase diagram, and candidate quantum spin-liquid phase in the spin-1/2 triangular-lattice antiferromagnet Ba<sub>8</sub>CoNb<sub>6</sub>O<sub>24</sub>
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Notice bibliographique
Résumé
${\mathrm{Ba}}_{8}{\mathrm{CoNb}}_{6}{\mathrm{O}}_{24}$ presents a system whose ${\mathrm{Co}}^{2+}$ ions have an effective spin 1/2 and construct a regular triangular-lattice antiferromagnet (TLAFM) with a very large interlayer spacing, ensuring purely two-dimensional character. We exploit this ideal realization to perform a detailed experimental analysis of the $S=1/2$ TLAFM, which is one of the keystone models in frustrated quantum magnetism. We find strong low-energy spin fluctuations and no magnetic ordering, but a diverging correlation length down to 0.1 K, indicating a Mermin-Wagner trend toward zero-temperature order. Below 0.1 K, however, our low-field measurements show an unexpected magnetically disordered state, which is a candidate quantum spin liquid. We establish the $(H,T)$ phase diagram, mapping in detail the quantum fluctuation corrections to the available theoretical analysis. These include a strong upshift in field of the maximum ordering temperature, qualitative changes to both low- and high-field phase boundaries, and an ordered regime apparently dominated by the collinear ``up-up-down'' state. ${\mathrm{Ba}}_{8}{\mathrm{CoNb}}_{6}{\mathrm{O}}_{24}$, therefore, offers fresh input for the development of theoretical approaches to the field-induced quantum phase transitions of the $S=1/2$ Heisenberg TLAFM.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,005 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,008 | 0,008 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,008 | 0,003 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,007 |
| Études des sciences et des technologies | 0,004 | 0,006 |
| Communication savante | 0,003 | 0,008 |
| Science ouverte | 0,007 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,005 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,004 |
Scores machine (provisoires)
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