Barlowite：一种具有几何完美 Kagome 构型的自旋 -1/2 反铁磁体

我们介绍了一种新型自旋 -1/2 反铁磁体 barlowite Cu$_{4}$(OH)$_{6}$FBr 的热力学研究，该材料包含无畸变的 kagome 晶格。磁化率测量给出 $\theta_{CW}$ = $-$136 K，而长程有序直到 $T_{N}$ = 15 K 才出现，且具有弱铁磁矩 $\mu$ $<$ 0.1$\mu_{B}$/Cu。在 $T$ = 0.6 K 时，60 T 磁场诱导出的矩小于 0.5$\mu_{B}$/Cu。比热测量观察到在 $T \ll$ $\mid$$\theta_{CW}$$\mid$ 处存在多个相变。这些相变的磁熵仅为每个 Cu 自旋 $k_{B}$ln2 的 18%。这些观测结果表明，barlowite 中因磁阻挫实现了非平凡的自旋织构。与主要的自旋液体候选材料 herbertsmithite 相比，barlowite 优越的层间 kagome 环境为发现具有最小无序度的新自旋液体化合物提供了启示。kagome 晶格稳健的完美几何结构使得电荷掺杂前景广阔。