Structural magnetic glassiness in spin ice Dy_2Ti_2O_7 - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Physical Review Research Année : 2022

Structural magnetic glassiness in spin ice Dy_2Ti_2O_7

Anjana M. Samarakoon
  • Fonction : Auteur
Andre Sokolowski
  • Fonction : Auteur
Bastian Klemke
  • Fonction : Auteur
Ralf Feyerherm
  • Fonction : Auteur
Michael Meissner
  • Fonction : Auteur
R. A. Borzi
  • Fonction : Auteur
Feng Ye
  • Fonction : Auteur
Qiang Zhang
  • Fonction : Auteur
Zhiling Dun
  • Fonction : Auteur
Haidong Zhou
  • Fonction : Auteur
T. Egami
  • Fonction : Auteur
Jonathan N. Hallen
  • Fonction : Auteur
L.D.C. Jaubert
Claudio Castelnovo
  • Fonction : Auteur
Roderich Moessner
  • Fonction : Auteur
S. A. Grigera
  • Fonction : Auteur
D. Alan Tennant
  • Fonction : Auteur

Résumé

The origin and nature of glassy dynamics presents one of the central enigmas of condensed-matter physics across a broad range of systems ranging from window glass to spin glasses. The spin-ice compound Dy2Ti2O7, which is perhaps best known as hosting a three-dimensional Coulomb spin liquid with magnetically charged monopole excitations, also falls out of equilibrium at low temperature. How and why it does so remains an open question. Based on an analysis of low-temperature diffuse neutron-scattering experiments employing different cooling protocols alongside recent magnetic noise studies, combined with extensive numerical modeling, we argue that upon cooling, the spins freeze into what may be termed a “structural magnetic glass,” without an a priori need for chemical or structural disorder. Specifically, our model indicates the presence of frustration on two levels, first producing a near-degenerate constrained manifold inside which phase ordering kinetics is in turn frustrated. A remarkable feature is that monopoles act as sole annealers of the spin network and their pathways and history encode the development of glass dynamics, allowing the glass formation to be visualized. Our results suggest that spin ice Dy2Ti2O7 provides one prototype of magnetic glass formation specifically and a setting for the study of kinetically constrained systems more generally.
Fichier principal
Vignette du fichier
PhysRevResearch.4.033159.pdf (2.94 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte

Dates et versions

hal-03302160 , version 1 (30-08-2022)

Identifiants

Citer

Anjana M. Samarakoon, Andre Sokolowski, Bastian Klemke, Ralf Feyerherm, Michael Meissner, et al.. Structural magnetic glassiness in spin ice Dy_2Ti_2O_7. Physical Review Research, 2022, 4, pp.033159. ⟨10.1103/PhysRevResearch.4.033159⟩. ⟨hal-03302160⟩

Collections

CNRS LOMA
35 Consultations
9 Téléchargements

Altmetric

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More