Ba8MnNb6O24：一种模型二维自旋5/2三角晶格反铁磁体

我们成功合成并表征了三角晶格反铁磁体 Ba$_8$MnNb$_6$O$_{24}$，该材料由等边自旋5/2的 Mn$^{2+}$ 三角层及分隔其间的六层非磁性 Nb$^{5+}$ 层组成。对该系统进行的详细磁化率、比热、弹性与非弹性中子散射测量以及自旋波理论模拟表明，其在 T$_N$ = 1.45 K 以下具有 120 度有序基态，面内最近邻交换相互作用约为 0.11 meV。尽管磁性层之间 18.9 A 的大间距使得层间交换相互作用几乎为零，但我们的结果表明，弱易面各向异性是 k$_m$ = (1/3 1/3 0) 磁有序的驱动力。Ba$_8$MnNb$_6$O$_{24}$ 的磁性质及其经典激发谱与相关的三钙钛矿 Ba$_3$MnNb$_2$O$_9$（表现出易轴各向异性）以及同结构化合物 Ba$_8$CoNb$_6$O$_{24}$（其中有效自旋1/2的 Co$^{2+}$ 自旋在低至 60 mK 时仍不发生有序，且其自旋动力学显示出强量子效应的迹象）形成了对比。