螺旋磁体 FeP 中的阻挫模型与自旋激发

金属化合物 FeP 属于一类由磁阻挫驱动复杂非共线自旋序的材料。尽管其周期为 $\lambda_{\text{s}} \approx 5c$（其中 $c$ 为晶格常数）的双螺旋磁结构先前已被充分确定，但导致该基态的相关自旋-自旋相互作用仍属未知。通过进行广泛的非弹性中子散射测量，我们在大范围动量-能量空间内获得了自旋激发谱。谱显示磁振子具有能隙，能隙能量约为 5 meV。尽管具有三维晶体结构，磁振子模式呈现出强烈的各向异性色散，揭示了 FeP 中磁相互作用的准一维特征。然而，该材料的物理并非由占主导的铁磁交换决定。相反，刚性铁磁自旋链之间较弱的二维反铁磁相互作用驱动了磁阻挫。利用线性自旋波理论，我们构建了一个带各向异性项的有效海森堡哈密顿量，能够重现观测到的谱。这使我们得以量化 FeP 中的交换相互作用并确定其磁阻挫机制。