α-RuCl₃ 中静水压（氦气）效应的实验与理论联合研究
强关联电子
2022-11-09 v1 其他凝聚态物理
摘要
我们报道了关于静水压对层状蜂窝状反铁磁体 α-RuCl₃ 的结构和磁学性质影响的详细实验与理论研究。在近乎理想的静水压条件下进行的磁化率测量表明，在 T_N = 7.3 K 时向锯齿型反铁磁序的相变可迅速被抑制至约 6.1 K。随着压力增大，进一步的抑制因在 p ≥ 104 MPa 时发生压力诱导的结构相变而受阻，该相变伴随 Ru-Ru 键的强二聚化，导致磁化率崩塌。二聚化相变是强一级相变，表现为 χ 的剧烈不连续变化及明显的滞回效应；而在变压力和磁场下的磁相变也显示出弱一级相变的迹象。我们将此观测归因于该系统中强的磁弹性耦合。在顺磁区（T > T_N）及二聚化前（p < 100 MPa）的变压力 χ 测量显示 χ 随压力显著增大。这些实验观测与基于压力依赖结构及相应压力依赖磁模型的 ab-initio 密度泛函理论（DFT）计算结果一致。对第二颗晶体的比较磁化率测量显示其有两个连续磁相变而非一个，表明堆垛层错的影响。利用不同的温度-压力协议可暂时克服这些堆垛层错的影响，将磁态从多 T_N 转变为单 T_N 态。
引用
@article{arxiv.2206.13178,
title = {Combined experimental and theoretical study of hydrostatic (He-gas) pressure effects in $\alpha$-RuCl$_3$},
author = {B. Wolf and D. A. S. Kaib and A. Razpopov and S. Biswas and K. Riedl and S. M. Winter and R. Valentí and Y. Saito and S. Hartmann and E. Vinokurova and T. Doert and A. Isaeva and G. Bastien and A. U. B. Wolter and B. Büchner and M. Lang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.13178},
year = {2022}
}