通过拓扑电解实现斜辉石型 Ca$_x$IrO$_3$: Stacking Faults 与 低温磁异常

我们报道了通过低温拓扑电解 Ca$^{2+}$/2Na$^+$ 交换合成的斜辉石型 Ca$_x$IrO$_3$ 多于已知的后锈钛型和锈钛型相位。粉末 X 射线衍射可在 $R\bar{3}$ 中配准，整体模式建模包括层移错位，表明选择性展宽可由基于两对称等效侧向堆叠步骤之间随机切换的一次序马尔可夫堆叠描述捕获，其中模型依赖性和不确定性至少为几个百分点。建议出现类似冻结的bulk磁异常，$T^* \sim 25$ K（由在 $\mu_{0}H = 10$ mT 处的 ZFC/FC 分叉的起始处定义），伴随宽广的热容特征和带有大负 Weiss 温度 $\theta_W \sim -98$ K 的 Curie-Weiss 行为。有效矩 $\mu_{\rm eff} = 1.68 \mu_{\rm B}$ 每个 Ir 原子，符合 $J_{\rm eff} = 1/2$ 对于 Ir$^{4+}$。SEM-EDX 表明 A 位点含量低于1 (Ca/Ir < 1);因此，我们使用非全价比例公式 Ca$_x$IrO$_3$ 来描述电解产物。这些结果将斜辉石型 CaIrO$_3$ 确定为一种蜂窝状 iridate，其中可量化堆叠无序（尽管存在模型和仪器相关性的局限性），并与其低温磁行为相关联。