确定多晶自旋-1磁体的各向异性与交换参数

尽管低维 $S = 1$ 反铁磁体仍备受关注,但难以获取最新材料的高质量单晶阻碍了该领域的实验研究。多晶样品更易制备,但从粉末数据中提取各向异性系统的磁性存在固有困难。在讨论粉末平均对各种测量技术的影响后,我们提出了一种利用热力学测量克服此问题的方法。我们特别聚焦于能否使用易得的实验室设备来表征多晶各向异性样品的磁性。我们以磁体 [Ni(H$_{2}$O)$_{2}$(3,5-lutidine)$_{4}$](BF$_{4}$)$_{2}$ 和 Ni(H$_{2}$O)$_{2}$(acetate)$_{2}$(4-picoline)$_{2}$(其交换相互作用可忽略)以及反铁磁体 [Ni(H$_{2}$O)$_{2}$(pyrazine)$_{2}$](BF$_{4}$)$_{2}$ 测试了方法的有效性,表明我们在每种情况下均能提取各向异性参数。由热力学测量获得的结果通过电子自旋共振和中子衍射进行了校验。我们还提出了一种密度泛函方法,其纳入自旋轨道耦合以估算 [Ni(H$_{2}$O)$_{2}$(pyrazine)$_{2}$](BF$_{4}$)$_{2}$ 中各项异性的大小。