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Phase diagram of a distorted kagome antiferromagnet and application to Y-kapellasite

npj Computational Materials 2022年第1期8卷 79-88页

作者： Max Hering Francesco Ferrari Aleksandar Razpopov Igor I.Mazin Roser Valentí Harald O.Jeschke johannes reuther Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie Hahn-Meitner Platz 114109BerlinGermany Dahlem Center for Complex Quantum Systems and Fachbereich Physik Freie Universität Berlin14195BerlinGermany Institute for Theoretical Physics Goethe University FrankfurtMax-von-Laue-Straße 160438Frankfurt am MainGermany Department of Physics and Astronomy and Quantum Science and Engineering CenterGeorge Mason UniversityFairfaxVA22030USA Research Institute for Interdisciplinary Science Okayama UniversityOkayama700-8530Japan

We investigate the magnetism of a previously unexplored distorted spin-1/2 kagome model consisting of three symmetry-inequivalent nearest-neighbor antiferromagnetic Heisenberg couplings J_(■),J,and J′,and uncover a rich ground state phase diagram even at the classical *** analytical arguments and numerical techniques we identify a collinear Q^(→)=0 magnetic phase,two unusual non-collinear coplanar Q^(→)=(1/3,1/3)phases and a classical spin liquid phase with a degenerate manifold of non-coplanar ground states,resembling the jammed spin liquid phase found in the context of a bond-disordered kagome *** further show with density functional theory calculations that the recently synthesized Y-kapellasite Y_(3)Cu_(9)(OH)_(19)C_(l8) is a realization of this model and predict its ground state to lie in the region of Q^(→)=(1/3,1/3)order,which remains stable even after the inclusion of quantum fluctuation effects within variational Monte Carlo and pseudofermion functional renormalization *** presented model opens a new direction in the study of kagome antiferromagnets.

关键词： group distorted diagram

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