CsMn$_4$As$_3$：一种具有反铁磁基态的层状四方过渡金属磷化物化合物

我们报道了一种新的层状四方三元化合物 CsMn$_4$As$_3$ 的合成与性质（结构：KCu$_4$S$_3$ 型，空间群：$P4/mmm$，编号 123，$Z = 2$）。该材料是一种小带隙半导体，并表现出与 Mn 自旋相关的反铁磁基态。该化合物在 150(5)~K 处表现出明显的磁矩倾斜事件特征，倾斜角为 $\approx 0.3^{\circ}$。尽管这种新化合物的某些磁特性在定性上与相关的 BaMn$_2$As$_2$ 相似，但两种材料的底层 Mn 子晶格差异很大。BaMn$_2$As$_2$ 中的 Mn 方晶格层沿 $c$ 方向等间距排列，层间距 $d_{\rm L\,Ba} = 6.7341(4)$ Ang.，而 CsMn$_4$As$_3$ 中 Mn 子晶格形成双层，层内间距 $d_{\rm L\,Cs} = 3.1661(6)$ Ang.，相邻两双层之间距离 $d_{\rm B} = 7.290(6)$ Ang.。与 BaMn$_2$As$_2$ 及其他相关的 122 化合物（包括著名的铁砷超导体母化合物 BaFe$_2$As$_2$）相比，Mn 子晶格的这种差异势必显著改变 J1-J2-Jc 模型中 $J_{1}$、$J_{2}$ 和 $J_{c}$ 交换相互作用之间的能量平衡。由于其过渡金属子晶格的新颖性，这一与铁基超导体相关的四方材料家族的新成员为寻找新超导相以及其他令人兴奋的关联电子性质的掺杂和压力研究带来了前景。