铜基平方晶格反铁磁体中第三维的调控

采用混合配体合成方案，我们创建了一系列准二维反铁磁体，即 [Cu(HF$_2$)(pyz)$_2$]ClO$_4$ [pyz = pyrazine]，[Cu$L_2$(pyz)$_2$](ClO$_4$)$_2$ [$L$ = pyO = pyridine-N-oxide 和 4-phpyO = 4-phenylpyridine-N-oxide]。这些材料被证明具有等价的二维 [Cu(pyz)$_2$]$^{2+}$ 近平方层，但表现出由轴向配体决定的 6.5713 Å 至 16.777 Å 变化的层间距。我们给出了通过 X 射线衍射、电子自旋共振、脉冲与准静态场磁强计以及 μ 子自旋旋转确定的该系列的结构和磁性，并将其与典型的二维磁性聚合物 Cu(pyz)$_2$(ClO$_4$)$_2$ 进行比较。我们发现，在实验误差范围内，我们材料家族中的二维层内交换耦合基本不受轴向配体取代的影响，而观测到的磁有序温度随层间距增大而缓慢降低。尽管该系列与 Cu(pyz)$_2$(ClO$_4$)$_2$ 具有共同的结构基序，但后者具有显著更强的二维交换相互作用，因此具有更高的有序温度。我们基于与理想 $S=1/2$ 二维平方晶格海森堡反铁磁体的偏离，讨论了这些结果以及可能驱动这些材料中长程有序的机制。特别地，我们发现层内相互作用中的自旋交换各向异性与层间耦合（交换、偶极或两者）都是解释观测有序温度所必需的，且层内各向异性随着层被拉得更远而变得更加重要。