扰动驱动的自旋-$5/2$ 三角格林反磁性材料中的磁关联

本文详细研究了自旋-$5/2$ 三角格林反磁性材料 RbFe(HPO$_{3}$)$_{2}$ 的结构和磁性特征，采用 X 射线衍射、磁化、热容和 $^{31}$P 核磁共振（NMR）实验，对 polycrystalline 样品进行表征。晶体结构特征为 Fe$^{3+}$ 离子构成等边三角形格子。热力学测量显示，在零场条件下磁性长程有序于 $T_{\rm N1} \simeq 7.8$ K 起始，随后在更高场的条件下发生另一低温场诱导有序于 $T_{\rm N2}$。$T_{\rm N1}$ 过渡经 $^{31}$P NMR 自旋格林弛豫测量进一步确认。该化合物的扰动比值 $f \simeq 7$ 暗示中等程度的自旋扰动。$^{31}$P NMR 光谱显示两个清晰的谱线，对应晶体结构中两个不等价的磷位置（P1 和 P2），这与晶体结构一致。P1 位点与 Fe$^{3+}$ 离子强耦合，各向同性超声耦合为 $A_{\rm hf}^{\rm iso} = 0.55(2)$ T/$\mu_{\rm B}$，而 P2 位点耦合较弱，$A_{\rm hf}^{\rm iso} = 0.25(3)$ T/$\mu_{\rm B}$。磁化率和 NMR 位移数据良好地描述为自旋-$5/2$ 各向同性三角格林反磁性模型，平均交换耦合为 $J/k_{\rm B} = 2.8(2)$ K。下文 $T_{\rm N1}$ 以下，光谱演化为接近矩形的粉末图样，表明呈现各向同性反磁性有序。$^{31}$P 自旋格林弛豫率在 $T_{\rm N1}$ 以下遵循 $T^3$ 温度依赖，暗示有序态中存在双声子拉曼散射机制。$H-T$ 相图中清晰地确定了三个明确的相态区间，反映该化合物中较弱的磁各向异性。