更高镁掺杂对 Shastry-Sutherland 结构 SrCu2(BO3)2 铁磁态的影响
强关联电子
2024-04-24 v1 材料科学
摘要
量子反铁磁体的掺杂是研究其基态对抗相位韧性的已建立方法。本文将对 Mg 掺杂 SrCu2(BO3)2 中 Shastry-Sutherland 二聚体模型基态的掺杂效应进行实验验证。SrCu2(BO3)2 结构中部分掺入 Mg2+ 到 Cu2+ 位上，会导致 Mg 掺杂浓度逐渐增加时晶格的次级膨胀，同时伴随铁磁 Weiss 温度和吸热温度峰值的下降。这表明 Mg 掺杂导致 Cu2+ 自旋 1/2 二聚体被破坏，X 带 EPR 光谱也证实了随 Mg 掺杂浓度增加而自由 Cu2+ 位点的强度系统性增大。将 Mg 掺杂扩展到 nominal x=0.10 或 SrCu1.9Mg0.1(BO3)2，在最高达 35 T 的磁化测量中，发现伪 1/8 台阶被抑制，并明显出现一个在临界场 H'C0 ~ 9 T 处的异常。后者在纯 SrCu2(BO3)2 中不存在，这种异常是由于 Mg 掺杂引起的杂质附近自由 Cu2+ 自旋 1/2 实体之间的耦合所致。
引用
@article{arxiv.2404.15021,
title = {Higher-magnesium-doping effects on the singlet ground state of the Shastry-Sutherland SrCu2(BO3)2},
author = {Lia Šibav and Žiga Gosar and Tilen Knaflič and Zvonko Jagličić and Graham King and Hiroyuki Nojiri and Denis Arčon and Mirela Dragomir},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.15021},
year = {2024}
}
备注
17 pages, 6 figures