Li$_2$NiW$_2$O$_8$中堆垛在三角晶格上的自旋1链的公度与非公度磁序

我们报道了自旋1受阻反铁磁体Li$_{2}$NiW$_{2}$O$_{8}$的热力学性质、磁基态和微观磁模型，其在零场下于$T_{\rm N1}\simeq 18$ K和$T_{\rm N2}\simeq 12.5$ K处呈现连续相变。核磁共振和中子衍射揭示了在$T_{\rm N2}$以下具有传播矢量$\mathbf k=(\frac12,0,\frac12)$的共线公度磁序。1.5 K时1.8 $\mu_B$的有序矩沿$[0.89(9),-0.10(5),-0.49(6)]$方向，与自旋1 Ni$^{2+}$离子的磁易轴匹配，该易轴由NiO$_6$八面体的剪刀状畸变决定。在$T_{\rm N2}$与$T_{\rm N1}$之间的区域观察到非公度磁序，推测为自旋密度波型。密度泛函能带计算提出了一个三维自旋晶格，其中自旋1链沿$[01\bar 1]$方向延伸，并在$ab$平面上堆垛于空间各向异性的三角晶格上。我们表明Li$_2$NiW$_2$O$_8$中的共线磁序与三角晶格几何不相容，因而由Ni$^{2+}$显著的易轴单离子各向异性所驱动。