新型尖晶石自旋冰候选材料 MgEr₂Se₄ 中对偶极冰模型的偏离
摘要
在自旋冰研究中，结构或相互作用的微小变化会驱动多种不同的行为，然而已知材料的集合在很大程度上依赖于 `227` 烧绿石结构。本文展示了新型自旋冰材料 MgEr₂Se₄ 的热力学、结构和非弹性中子散射数据，该材料丰富了相对未被充分探索的稀土尖晶石硫族化物家族。X 射线和中子衍射确认了正常的尖晶石结构，并将 Er³⁺ 磁矩置于理想的烧绿石子晶格上。通过非弹性中子散射测量晶体电场激发，确认了磁矩具有完美的伊辛特性，并进一步识别出基态克莱默斯双重态具有偶极-八极形式，且具有显著的多极特征。热容和磁性中子漫散射具有类冰特征，但与最近邻和次近邻偶极自旋冰（DSI）模型的蒙特卡洛模拟不一致。在 T→0 K 时观察到显著的残余熵，但除非加入显著的无序，否则仍低于 DSI 的完整泡林期望值。我们表明，这些观测结果与最近报道的 CdEr₂Se₄ 完全一致，并指出了量子涨落在这些材料中的重要性。
引用
@article{arxiv.1703.04267,
title = {Deviation from the dipole-ice model in the new spinel spin-ice candidate, MgEr$_2$Se$_4$},
author = {D. Reig-i-Plessis and S. V. Geldern and A. A. Aczel and D. Kochkov and B. K. Clark and G. J. MacDougall},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.04267},
year = {2019}
}
备注
12 pages with 12 figures, including appendix. Changes since last revision include, new monte carlo simulations fitting to the neutron powder diffraction data, update of crystal field parameter fitting method to find error bars, update of magnetization calculation for higher accuracy at high field, and numerous updates to wording for better clarity and fixing spelling and formatting issues