利用高场磁化测量探索自旋 -1/2 阻挫方格子模型

我们报告了对一系列层状钒磷酸盐的高场磁化测量结果，这些材料最近被确认为具有铁磁最近邻耦合 ($J_1$) 和反铁磁次近邻耦合 ($J_2$) 的自旋 -1/2 阻挫方格子化合物。这些材料的饱和场范围在 4 到 24 T 之间，与先前从低场热力学测量推导出的交换耦合估计值吻合极好。高场数据与规则阻挫方格子模型的一致性，为层状钒磷酸盐中空间各向异性对最近邻耦合的微弱影响提供了实验证据。该化合物家族内 $J_2/J_1$ 比率的变化，使得实验上能够获取磁化曲线随阻挫程度变化的演化过程。我们的结果支持了 Thalmeier 等人 [Phys. Rev. B, 77, 104441 (2008)] 最近的理论预测，并为由于底层自旋系统阻挫增加而导致的磁化曲线弯曲增强提供了证据。