BaV3O8：一种可能的 S=1/2 Majumdar-Ghosh 系统
强关联电子
2013-08-07 v1
摘要
BaV3O8 同时包含磁性 V4+(S=1/2) 离子和非磁性 V5+(S=0) 离子。V4+ 离子排列成耦合的 Majumdar-Ghosh 链状网络。我们的磁化率 chi(T) 数据在 80-300K 温度范围内与 Curie-Weiss 公式拟合良好，得出居里常数 C=0.39cm3K/mole-V4+ 和反铁磁 Weiss 温度 theta=-26K。chi(T) 曲线在 T~25K 处显示一个宽峰，表明存在短程有序 (SRO)，并在 TN~6K 处出现对应于长程有序 (LRO) 的反常现象。阻挫指数值 (f=mod[theta/TN]~5) 表明该系统具有中等程度的阻挫。在 LRO 温度以上，实验磁化率数据与耦合 Majumdar-Ghosh 链模型吻合良好，其中次近邻 (nnn) 与近邻 (nn) 磁耦合之比 alpha=2，且 Jnnn/kB=40K。在考虑链间相互作用的平均场方法中，我们获得总链间耦合约为 16K。TN 处的 LRO 反常也在比热 Cp(T) 数据中观察到，并且对高达 90kOe 的外加磁场不敏感。观察到了对应于非磁性钒的 51V NMR 信号。在 51V NMR 线宽随温度的变化以及自旋 - 晶格弛豫率 1/T1 中观察到了 6K 处的反常，表明它们对磁性 V 位点的 LRO onset 和涨落敏感。在 TN 附近的自旋 - 自旋弛豫率 1/T2 数据中观察到两个分量（一个短，一个长）。较短的分量似乎与磁有序态密切相关。我们提出，在该化合物中，磁有序区域和非长程有序 (non-LRO) 区域在长程有序温度以下共存。
引用
@article{arxiv.1307.4730,
title = {BaV3O8: A possible Majumdar-Ghosh system with S=1/2},
author = {T. Chakarabarty and A. V. Mahajan and A. Gippius and A. V. Tkachev and N. Buettgen and W. Kraetschmer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1307.4730},
year = {2013}
}
备注
Accepted in Phys. Rev. B