固态磁簇顺磁磁化率的半经验分析

新型磁性材料合成的最新进展导致了新的量子顺磁体的发现。许多此类材料，如钙钛矿 Ba$_{4}$LnMn$_{4}$O$_{12}$（Ln = Sc 或 Nb）、Ba$_{3}$Mn$_{2}$O$_{8}$ 和 Sr$_{3}$Cr$_{2}$O$_{8}$，呈现出孤立的磁簇，具有强簇内相互作用但弱簇间相互作用，这将有序的开始推迟到更低的温度（$T$）。这种局域能量尺度与磁有序温度之间的偏移是磁阻挫的标志。在足够高的 $T$ 下，阻挫簇磁体的顺磁磁化率（$\chi$）可拟合为居里-外斯定律，但由此导出的微观参数通常无法与通过其他方法获得的参数相协调。在这项工作中，我们利用合适的海森堡型哈密顿量，提出了一个解析微观理论来获得二聚体和三聚体簇磁体（文献中最常见的两种）的 $\chi$。我们还在平均场水平上加入了簇间相互作用，从而获得了系统临界温度的表达式并定义了一个新的有效阻挫参数 $f_{\text{eff}}$。我们的方法通过处理一些选定材料的 $\chi$ 数据加以示例说明。