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Low-energy spin excitations in field-induced phases of the spin-ladder antiferromagnet BiCu₂PO₆

Pilch, Patrick und Amelin, Kirill und Schmiedinghoff, Gary und Reinold, Anneke und Zhu, Changqing und Povarov, Kirill Yu. und Zvyagin, Sergei und Engelkamp, Hans und Lan, Yin-Ping und Shu, Guo-Jiun und Chou, Fang-Cheng und Nagel, Urmas und Rõõm, Toomas und Uhrig, Götz S. und Fauseweh, Benedikt und Wang, Zhe (2024) Low-energy spin excitations in field-induced phases of the spin-ladder antiferromagnet BiCu₂PO₆. arXiv. [sonstige Veröffentlichung] (eingereichter Beitrag)

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Offizielle URL: https://arxiv.org/abs/2409.20103

Kurzfassung

We report on terahertz spectroscopic measurements of quantum spin dynamics on single crystals of a spin-1/2 frustrated spin-ladder antiferromagnet BiCu2PO6 as a function of temperature, polarization, and applied external magnetic fields. Spin triplon excitations are observed at zero field and split in applied magnetic fields. For magnetic fields applied along the crystallographic a axis, a quantum phase transition at Bc1=21.4~T is featured by a low-energy excitation mode emerging above Bc1 which indicates a gap reopening. For fields along the b axis and the c axis, different field dependencies are observed for the spin triplon excitations, whereas no low-lying modes could be resolved at field-induced phase transitions. We perform a theoretical analysis of the magnetic field dependence of the spin triplon modes by using continuous unitary transformations to determine an effective low energy Hamiltonian. Through an exhaustive parameter search we find numerically optimized parameters to very well describe the experimentally observed modes, which corroborate the importance of significant magnetic anisotropy in the system.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/208512/
Dokumentart:sonstige Veröffentlichung
Titel:Low-energy spin excitations in field-induced phases of the spin-ladder antiferromagnet BiCu₂PO₆
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Pilch, PatrickNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Amelin, KirillNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schmiedinghoff, Garygary.schmiedinghoff (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2259-7365NICHT SPEZIFIZIERT
Reinold, AnnekeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zhu, ChangqingNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Povarov, Kirill Yu.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zvyagin, SergeiNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Engelkamp, HansNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lan, Yin-PingNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Shu, Guo-JiunNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Chou, Fang-ChengNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nagel, UrmasNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rõõm, ToomasNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Uhrig, Götz S.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fauseweh, BenediktBenedikt.Fauseweh (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wang, ZheNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:30 September 2024
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
DOI:10.48550/arXiv.2409.20103
Verlag:arXiv
Status:eingereichter Beitrag
Stichwörter:Strongly Correlated Electrons (cond-mat.str-el), FOS: Physical sciences, FOS: Physical sciences
HGF - Forschungsbereich:keine Zuordnung
HGF - Programm:keine Zuordnung
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:Quantencomputing-Initiative
DLR - Forschungsgebiet:QC SW - Software
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):QC - ALQU
Standort: andere
Institute & Einrichtungen:Institut für Softwaretechnologie
Hinterlegt von: Schmiedinghoff, Gary
Hinterlegt am:25 Nov 2024 08:57
Letzte Änderung:25 Nov 2024 08:57

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