論文の概要: Interaction of Spinons with Magnetic Fields in a Fractionalized State
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.13665v3
- Date: Wed, 02 Apr 2025 19:22:27 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-04 12:53:30.987462
- Title: Interaction of Spinons with Magnetic Fields in a Fractionalized State
- Title（参考訳）: 分裂状態におけるスピノンと磁場の相互作用
- Authors: Yu Zhang, Hengdi Zhao, Tristan R. Cao, Rahul Nandkishore, Pedro Schlottmann, Lance Delong, Gang Cao,
- Abstract要約: 14Tまでの磁場の適用は、熱容量の急激な上昇を最大5000%も引き起こす。
スピノンは熱キャリアとして働き、電荷絶縁QSLはHFSMよりもはるかに優れた熱伝導体となる。
ミリケルビン温度と強磁場における熱容量(したがってエントロピー)の驚くべき上昇は、非常に異常な状況を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.249804623327605
- License:
- 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) phase, depending on Nb content. The itinerant spinons act as heat carriers that render the charge-insulating QSL a much better thermal conductor than the HFSM [1]. We find that application of magnetic field up to 14 T surprisingly induces an abrupt rise in the heat capacity by as much as 5000%, which breaks the signature linear temperature dependence of the heat capacity of both phases below 150 mK. In contrast, the AC magnetic susceptibility and the electrical resistivity show little response up to 14 T over the same milli-Kelvin temperature range. Applied magnetic field also readily suppresses the thermal conductivity by up to 40% with decreasing temperature below 4 K. All these complex thermal phenomena reveal that application of magnetic field drastically alters the behavior of spinons at low temperatures. The astonishing rise in the heat capacity (and thus entropy) at milli-Kelvin temperatures and strong magnetic fields presents a highly unusual situation that demands novel physics.
- Abstract（参考訳）: 4d電子トリマー格子Ba4Nb1-xRu3+xO12は、Nb含有量に応じて量子スピン液体(QSL)と隣接する重フェルミオン奇金属(HFSM)相の両方を基盤とする普遍的な重スピンフェルミ面を持つと考えられている。
反復スピノンは熱キャリアとして働き、電荷絶縁QSLはHFSM[1]よりもはるかに優れた熱伝導体となる。
14Tまでの磁場印加により,150mK未満の両相の熱容量の顕著な線形温度依存性を破る最大5000%の急激な熱容量上昇が生じることがわかった。
対照的に、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までほとんど反応しない。
これらの複雑な熱現象は、磁場の適用によって低温でのスピノンの挙動が劇的に変化することを示している。
ミリケルビン温度と強磁場における熱容量(したがってエントロピー)の驚くべき上昇は、新しい物理学を必要とする非常に異常な状況を示す。
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