关联驱动磁阻挫与 TiF$_3$ 的绝缘行为

我们研究了卤化物钙钛矿 TiF$_3$，其以结构、电子关联、磁性与热膨胀之间复杂的相互作用而闻名。尽管其结构简朴，理解其低温磁性行为一直是一项挑战。先前的理论提出反铁磁有序。相反，直到 10~K 仍未观察到有序磁态的实验迹象。我们当前的研究成功重新评估了 TiF$_3$ 的理论建模，揭示了强电子关联作为其绝缘行为与磁阻挫关键驱动因素的重要性。此外，我们频率依赖的光学反射率测量显示出绝缘态的明确迹象。对计算磁数据的分析给出了反铁磁交换耦合，其净 Weiss 温度约为 25~K，以及与每个 Ti$^{3+}$ 为 $S$=1/2 局域磁矩一致的磁响应。然而，该系统在此温度尺度下未显示磁化率峰，并且似乎直到 1~K 都无长程反铁磁有序。将该材料的从头算建模扩展到更大的晶胞显示出弛豫为非共线磁有序的倾向，在若干磁基态间存在浅能量形貌，从而将这种简朴的、近立方钙钛矿结构材料提升为自旋液体候选者。