在阻挫磁体的超分子类似物中编码复杂性

系统化学的核心在于，超分子相互作用可以产生复杂且出乎意料的集体状态，这些状态在与相互作用本身根本不同的长度尺度上涌现。虽然在某些情况下——例如从配位结构单元自组装成类病毒多面体笼——有可能以系统的方式控制涌现，但发展通用方法仍然是该领域的一项根本挑战。在概念相关的阻挫磁学领域——集体状态产生了与数据存储和自旋电子学相关的新奇物理——通过控制产生复杂性的磁性相互作用的几何与形式，预测涌现行为的任务得以简化。为了结合这两个领域的方法，我们在此研究了由非磁性金(I)/银(I)阳离子和氰化物阴离子组装的无机聚合物链的固相。我们表明，周期性链间势编码了一种超分子相互作用，可以对其进行调节以模拟 XY 自旋（“自旋转子”）之间的不同磁性相互作用。由于这些链在三角晶格上堆积，金(I)/银(I)氰化物的晶体结构可以用三角 XY 磁体的相行为来解释。为该家族预测的复杂磁性状态——包括隐藏的四极序和涌现的自旋涡旋准粒子——首次在这些氰化物聚合物的结构化学中得以实现。通过这种方式，我们既展示了简单的无机材料如何作为原本无法实现的“玩具”自旋模型的结构类似物，也展示了对这些模型的理论理解如何可用于预测和控制化学系统中的涌现现象。