Thermodynamics of the dipole-octupole pyrochlore magnet <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>Ce</mml:mi> <mml:mn>2</mml:mn> </mml:msub> <mml:msub> <mml:mi>Hf</mml:mi> <mml:mn>2</mml:mn> </mml:msub> <mml:msub> <mml:mi mathvariant="normal">O</mml:mi> <mml:mn>7</mml:mn> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:math> in applied magnetic fields
Notice bibliographique
Résumé
The recently discovered dipole-octupole pyrochlore magnet ${\mathrm{Ce}}_{2}{\mathrm{Hf}}_{2}{\mathrm{O}}_{7}$ is a promising three-dimensional quantum spin liquid candidate, which shows no signs of ordering at low temperature. The low-energy effective pseudospin-1/2 description in a magnetic field is characterized by the XYZ Hamiltonian and a Zeeman term where the dipolar local $z$ component of the pseudospin couples to the local $z$ component of the applied magnetic field, while the local $x$ and $y$ components of the pseudospin remain decoupled as a consequence of their octupolar character. Using effective Hamiltonian parameters determined in Poree et al., arXiv:2305.08261, remarkable experimental features can be reproduced, as for instance the specific heat and magnetization data as well as the continuum of states seen in neutron scattering. Here we investigate the thermodynamic response to magnetic fields applied along the global [110] direction using specific heat measurements and fits using numerical methods, and solve the corresponding magnetic structure using neutron diffraction. Specific heat data in moderate fields are reproduced well, however, at high fields the agreement is not satisfactory. We especially observe a two-step release of entropy, a finding that demands a review of both theory and experiment. We address it within the framework of three possible scenarios, including an analysis of the crystal field Hamiltonian not restricted to the two-dimensional single-ion doublet subspace. We conclusively rule out two of these scenarios and find qualitative agreement with a simple model of field misalignment with respect to the crystalline direction. We discuss the implications of our findings for [111] applied fields and for future experiments on ${\mathrm{Ce}}_{2}{\mathrm{Hf}}_{2}{\mathrm{O}}_{7}$ and its sister compounds.
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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 | 0,003 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,003 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,006 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,004 |
| Études des sciences et des technologies | 0,003 | 0,004 |
| Communication savante | 0,002 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,007 | 0,006 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,006 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,273 | 0,005 |
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 ».