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受扰 honeycomb 磁性格局及短程自旋关联

强关联电子 2026-05-05 v1 材料科学

摘要

二维高自旋双二分枝蜂窝网络,其中各向异性、竞争性交换相互作用和自旋涨落相互作用,提供了一个测试理论模型的平台,以区分经典磁力学与量子磁力学,旨在探索涌现的众体现象和特殊激发。本文报告了CaZn2Fe(PO4)3\mathrm{CaZn_2Fe(PO_4)_3}晶体结构、磁化、比热和无穷中子散射测量。磁化测量显示Fe3+\mathrm{Fe^{3+}}S=5/2S = 5/2)矩之间占据主要反铁磁相互作用。在外部磁场下,磁化抗性下降的发展和场演化表明出现非常规场诱导相变,这一结论进一步得到磁化等温线中异常现象的支持。零场比热测量显示在TN1.67KT_N \approx 1.67 \mathrm{K}发生铁磁相变,该相变随应用磁场而演化,表明场诱导自旋掷缝态得以稳定。热力学测量揭示了相变温度以上存在短程自旋关联。无穷中子散射结果进一步证实了铁磁有序,与比热数据一致。自旋波计算表明存在竞争性交换相互作用导致磁力学混乱,同时存在较弱的伊辛型各向异性。竞争相互作用与各向异性的相互作用产生特殊的场诱导行为,并将该系统置于J2/J1J_2/J_1-J3/J1J_3/J_1相图中靠近均场临界点的区域,为高自旋混乱蜂窝磁性材料开辟了通往非常规态的途径。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.02683,
  title  = {Exotic magnetism and persistent short-range spin correlations in a frustrated honeycomb lattice antiferromagnet},
  author = {M. Barik and Q. Faure and F. Damay and J. P. Embs and S. Petit and P. Khuntia},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.02683},
  year   = {2026}
}