双层自旋-$1/2$ 平方晶格化合物 [VO(HCOO)$_2\cdot$(H$_2$O)] 的个案研究

我们报道了多晶 [VO(HCOO)$_2\cdot$(H$_2$O)] 的合成，并通过 X 射线衍射、磁化率、高场磁化、热容和电子自旋共振测量对其结构和磁性进行了详细研究。它结晶于空间群 $Pcca$ 的正交结构。其特征是扭曲的 VO$_6$ 八面体通过 HCOO 连接体（甲酸阴离子）连接，形成具有双层结构的二维平方晶格网络。基于受阻平方晶格模型对磁化率、高场磁化和热容数据的分析，明确确立了该化合物的准二维性质，其最近邻相互作用 $J_1/k_{\rm B} \simeq 11.7$~K，次近邻相互作用 $J_2/k_{\rm B} \simeq 0.02$~K。它在 $T_{\rm N} \simeq 1.1$~K 经历奈尔反铁磁有序。比值 $\theta_{\rm CW}/T_{\rm N} \simeq 10.9$ 反映了该化合物中自旋晶格优异的二维性。由 $T_{\rm N}$ 随磁场线性增加推断出强面内各向异性，这与结构数据一致。