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Murunskite 的高熵磁性

强关联电子 2026-01-07 v1 超导电性

摘要

Murunskite (K2_2FeCu3_3S4_4) 是两种已知的高温超导体家族之间的桥接化合物。它是半导体,类似于 cuprate 的父化合物,却与金属 Fe-pnictides 结构相同。此外,类似于这两个家族,具有类抗磁性(antiferromagnetic, AF)响应,有序相在约 100 K 以下出现。通过对单晶进行全面的中子、M"ossbauer 和 XPS 测量,我们揭示了近似齐近的四分之一区波矢的 AF。有趣的是,唯一可识别的磁性原子——铁——随机分布在二维平面中四分之一的可用晶格位点上,而其余位点被闭壳态铜占据。任何基于自旋密度波的解释都具有挑战性,与金属 Fe-pnictides 中可发生费米面盘绕现象不同。我们的发现与一种无序合金图景一致,具有至二级邻居的磁性相互作用。此外,在 paramagnetic 状态下,铁离子要么是 Fe3+^{3+} 要么是 Fe2+^{2+} 氧化态,分别由 M"ossbauer 谱 spectroscopy 识别为两个 distinct paramagnetic 位点。当温度降至磁性相互作用出现之下,这两个信号完全合并为第三个,这意味着发生了轨道转变。这完成了一系列 (局部) 转变,将铁原子从完全轨道和磁性无序转化为在反空间中均匀有序,但在实际空间中仍随机分布的过程。

关键词

引用

@article{arxiv.2406.17108,
  title  = {High-entropy magnetism of murunskite},
  author = {D. Tolj and P. Reddy and I. Živković and L. Akšamović and J. R. Soh and K. Komȩdera and I. Biało and C. M. N. Kumar and T. Ivšić and M. Novak and O. Zaharko and C. Ritter and T. La Grange and W. Tabiś and I. Batistić and L. Forró and H. M. Rønnow and D. K. Sunko and N. Barišić},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2406.17108},
  year   = {2026}
}

备注

17 pages, 8 figure, 2 tables (9 pages, 4 figures in the main text; 8 pages, 4 figures, 2 tables in the appendix)