硼化钬中的场诱导磁态

利用单晶中子衍射并辅以磁化强度测量,对受挫稀土四硼化物 HoB$_4$ 的零场与场诱导磁态进行了研究。在零场下,HoB$_4$ 于 $T_{\mathrm{N1}}$ = 7.1 K 处发生磁相变,进入具有传播矢量 ($\delta$, $\delta$, $\delta'$)（其中 $\delta$ = 0.02 且 $\delta'$ = 0.43）的非公度态,并于 $T_{\mathrm{N2}}$ = 5.7 K 处转变为非共线公度反铁磁结构。零场下的极化中子衍射测量表明,尽管强度大幅减弱,非公度反射在低至 1.5 K 时依然存在,尽管在 5.7 K 时已发生反铁磁有序。在更低温度下,沿 $c$ 轴施加磁场最初会在一个狭窄的磁场范围内重新建立非公度相作为主导磁态,紧接在 HoB$_4$ 于 18 至 24 kOe 之间形成以 $(h,k,\frac{1}{3})$ 型反射为特征的上下下铁磁结构之前。该磁场范围以先前报道的 $M/M_{\mathrm{sat}}$= $\frac{1}{3}$ 磁化平台为标志,我们在磁化测量中也观察到了这一平台。21 至 33 kOe 之间的区域表现为反铁磁反射（如 (100)）强度的增加,其极大值恰好对应于 $M/M_{\mathrm{sat}}\approx$ $\frac{3}{5}$ 的狭窄磁化平台的出现。进一步增加磁场导致在 33 kOe 以上极化态趋于稳定,而非公度反射在直至 59 kOe 的所有磁场中均清晰可见。我们提出了 HoB$_4$ 在 $H \parallel c$ 下的 $H-T$ 相图,其中包含相互重叠且表现出显著历史依赖性的稳态与过渡态磁相。