三角晶格反铁磁体 KErTe2 中的有限温度磁性

在发现 ARECh2（A=碱金属或一价离子，RE=稀土，Ch=硫族元素）三角晶格量子自旋液体（QSL）家族之后，其一系列氧化物、硫化物和硒化物对应物已被持续报道并广泛研究。KErTe2 作为该家族中首个合成的碲化物成员，保留了其三角自旋晶格，人们预期大量的碲离子可能赋予这类材料更显著的磁性和电子特性。本研究通过磁化强度和电子自旋共振（ESR）测量，深入探究了 KErTe2 在有限温度下的磁性。基于自旋轨道耦合（SOC）后的角动量 $\hat{J}$ 和对称性分析，我们得到了描述 R-3m 空间群中 Er3+ 磁性的磁学有效哈密顿量。将平均场近似应用于该哈密顿量，我们可以模拟 KErTe2 在顺磁态下的磁化强度和磁热容，并确定晶体电场（CEF）参数和部分交换相互作用。CEF 基态与激发态之间相对较窄的能隙对磁性有显著影响。例如，较小的 CEF 激发可导致 2 K 下 ESR 线宽的显著展宽。对于拟合得到的交换相互作用，尽管数值较小，但考虑到 SOC 后较大的角动量 J = 15/2，它们在有限温度下仍具有显著影响。值得注意的是，沿 c 轴方向不同磁场下的热容数据也与我们计算结果大致吻合，进一步验证了我们分析方法的可靠性。这些推导出的参数为未来研究 KErTe2 的基态磁性提供了关键工具。