論文の概要: Relationship between spinons and magnetic fields in a fractionalized state
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.13665v1
- Date: Sat, 24 Aug 2024 20:06:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-27 18:29:37.129423
- Title: Relationship between spinons and magnetic fields in a fractionalized state
- Title（参考訳）: 分数化状態におけるスピノンと磁場の関係
- Authors: Yu Zhang, Hengdi Zhao, Tristan R. Cao, Rahul Nandkishore, Gang Cao,
- Abstract要約: 14 Tまでの磁場の印加は、150 mK以下の両方の相の熱容量の符号温度-直線性を驚くほど破壊する。
磁場は熱伝導率を容易に抑制し、より強く4K以下の温度を下げる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.655132770772739
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The 4d-electron trimer lattice Ba4Nb1-xRu3+xO12 is believed to feature a universal heavy spinon Fermi surface that underpins both a quantum spin liquid (QSL) and an adjacent heavy-fermion strange metal (HFSM), depending on Nb content; the itinerant spinons as heat carriers render the charge-insulating QSL a much better thermal conductor than the HFSM [1]. Here we report that application of a magnetic field up to 14 T surprisingly breaks the signature temperature-linearity of the heat capacity of both phases below 150 mK, inducing a rapid rise in the heat capacity by as much as 5000%, whereas the AC magnetic susceptibility and the electrical resistivity show little response up to 14 T in the same milli-Kelvin temperature range. Furthermore, the magnetic field readily suppresses the thermal conductivity, and more strongly with decreasing temperature below 4 K by up to 40%. All these complex thermal phenomena indicate a powerful simplifying principle: Application of a magnetic field adversely weakens the itineracy of spinons and eventually destroys it with decreasing temperature, leading to an unprecedented quantum state featuring the astonishing rise in the heat capacity, thus entropy in the most unlikely circumstances of milli-Kelvin temperatures and strong magnetic fields. We present and discuss possible explanations.
- Abstract（参考訳）: 4d電子三量体格子Ba4Nb1-xRu3+xO12は、量子スピン液体(QSL)と隣接する重フェルミオン奇金属(HFSM)の両方を基盤とする普遍的な重スピンフェルミ面を特徴としており、Nb含有量に依存している。
本稿では,最大14Tまでの磁場印加により,150mK以下での両相の熱容量の符号温度直線性が著しく低下し,最大5000%の急激な熱容量増加が生じるのに対し,交流磁化率と電気抵抗は,同じミリケルビン温度範囲で14Tまでの応答がほとんどないことを示す。
さらに、磁場は熱伝導率を容易に抑制し、より強く4K以下の温度を最大40%まで下げる。
これらの複雑な熱現象は、強力な単純化原理を示している: 磁場の応用はスピノンの反復性を著しく弱め、最終的に温度を下げて破壊し、驚くべき熱容量の上昇を特徴とする前例のない量子状態となり、ミリケルビン温度と強い磁場の最もあり得ない状況においてエントロピーが引き起こされる。
可能な説明を提示し、議論する。
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