三角晶格受挫易轴反铁磁体中超固态相与磁化平台的竞争

大多数磁性材料具有一定程度的磁各向异性，无论是在单离子层面，还是在不同磁性离子之间的交换相互作用中。当这些交换相互作用也存在受挫时，它们与各向异性之间的竞争可以在外加磁场下稳定多种新相。受六方铜铁矿 2H-AgNiO2 的启发，我们研究了层状三角晶格上的 Heisenberg 反铁磁体，该模型包含竞争的第一和第二近邻相互作用以及单离子易轴各向异性。结合经典 Monte Carlo 模拟、平均场分析和 Landau 理论，我们建立了该模型在固定交换相互作用比例下，温度和磁场的函数的磁相图，其中易轴各向异性 D 的取值范围从 Heisenberg (D=0) 极限延伸至 Ising (D=∞) 极限。我们发现了丰富多样的不同磁相。其中包括几个磁超固态相（在 Matsuda 和 Tsuneto 或 Liu 和 Fisher 的意义上），其中一个可能已经在 AgNiO2 中被观察到。我们探讨了该特定超固态相如何通过自旋波谱中能隙的闭合而产生，以及随着易轴各向异性增加，它如何与竞争的共线相相竞争。发现该相的有限温度性质不同于任何先前研究过的磁超固态相。