受阻挫 Na-Mn-O 三角晶格中水合诱导的自旋玻璃态
材料科学
2016-05-20 v1 强关联电子
摘要
水钠锰矿化合物在宽泛的组成范围内稳定，这使其物理、电化学和功能性质呈现显著多样性。这些是磁受阻挫、混合价锰氧化物结构的水合类似物，通式为 NaxMnO2。在此我们证明，具有几何受阻挫三角晶格拓扑的层状岩盐型 a-NaMnO2 的直接水合，产生了水钠锰矿型氧化物 Na0.36MnO2 0.2H2O，改变了其磁性。与该母相 a-NaMnO2 化合物相比，此化合物层间距大幅扩展。我们展示，母相 a-NaMnO2 由于 Mn3+ 子晶格对称性破缺而具有 45 K 的尼尔温度，而水合衍生物在 Mn3+/Mn4+ 子晶格内于 29 K 发生集体自旋冻结。交流磁化率频散的标度律分析，以及温度依赖的低场直流磁化强度，证实了一种强相互作用自旋的合作自旋玻璃态。互补的光谱分析（HAADF-STEM、EDS、EELS）以及结构研究（高分辨 TEM、X 射线和中子粉末衍射）支持了这一点，这些分析揭示了化学和原子结构修饰的见解。我们得出结论，水钠锰矿中的自旋玻璃态由底层三角晶格拓扑施加的自旋阻挫驱动，并进一步由层中锰的混合价特性产生的面内键无序所增强。
引用
@article{arxiv.1605.06067,
title = {Hydration induced spin glass state in a frustrated Na-Mn-O triangular lattice},
author = {Ioanna Bakaimi and Rosaria Brescia and Craig M. Brown and Alexander A. Tsirlin and Mark A. Green and Alexandros Lappas},
journal= {arXiv preprint arXiv:1605.06067},
year = {2016}
}
备注
31 pages, 12 Figures, Supplemental Material with 6 Figures