自旋1三聚体链化合物 CaNi3P4O14 中的长程与短程磁关联及净磁化强度的微观起源
强关联电子
2016-05-27 v1
摘要
利用粉末中子衍射研究了自旋1三聚体链化合物 CaNi3P4O14 中的自旋-自旋关联及净磁化强度的微观起源。本研究揭示了在16 K以下的三维长程磁有序，其磁结构由铁磁三聚体组成，这些三聚体沿自旋链呈铁磁耦合。沿a轴和c轴的磁矩分量呈反铁磁排列。我们的研究确定，沿b轴未补偿的磁矩分量导致了每个晶胞的净磁化强度。本研究所确定的磁结构与近期第一性原理计算结果一致；然而，它与基于 CaNi3P4O14 中交换相互作用周期性所作出的迷人的亚铁磁有序实验预测相矛盾。我们的研究还证实了由于一维短程自旋-自旋关联引起的宽漫散磁散射，其存在于约50 K以下直至远低于Tc的温度的宽广范围内。通过RMC方法的总中子散射分析表明，Tc以上的主导自旋-自旋关联是铁磁性的且沿b轴。沿a轴和c轴的最近邻自旋-自旋关联为弱反铁磁性。短程态的三聚体自旋结构性质与三维长程有序态相似。当前对磁基态微观性质的研究也解释了在三聚体自旋链中观测到1/3磁化平台所需的条件。尽管是S=1三聚体链体系，该化合物 CaNi3P4O14 在Tc=16 K以下被证明是三维磁体的良好实现，在1.5 K时具有~2 mu_B/Ni2+的完整有序磁矩值（两个Ni位分别为1.98和1.96 mu_B/Ni2+）。
引用
@article{arxiv.1605.08210,
title = {Long-range and short-range magnetic correlations, and microscopic origin of net magnetization in the spin-1 trimer chain compound CaNi3P4O14},
author = {A. K. Bera and S. M. Yusuf and Amit Kumar and M. Majumder and K. Ghoshray and L. Keller},
journal= {arXiv preprint arXiv:1605.08210},
year = {2016}
}
备注
10 pages, 8 figures