NiBr$_{2}$ 中磁场诱导的从非公度到共线自旋序的相变

NiBr$_{2}$ 的三角自旋晶格是一种典型的受阻挫螺旋磁体,表现出随温度降低从共线公度反铁磁结构到非公度自旋螺旋的相变。利用中子衍射、体磁化与磁化率测量,我们研究了 NiBr$_{2}$ 单晶的场诱导磁态。实验发现使我们能够重新认识一般三角自旋晶格系统中自旋螺旋序的驱动力。中子衍射数据证实,在 T$_{{\rm m}}$ = 22.8(1) K 以下的低温,存在非公度磁态特征的衍射卫星峰,它们对称地分布在主磁反射周围,而主磁反射在 T$_{{\rm N}}$ = 44.0(1) K 以下刚刚演化出来。有趣的是,我们展示了从非公度到公度自旋相的场诱导相变,其迫使自旋螺旋恢复高温补偿反铁磁结构。该自旋重取向可描述为三角自旋晶格系统($a$--$b$)基面中的自旋翻转相变。这些发现为调控非公度相中的自旋螺旋提供了新途径,这类相在当前被认为在下一代数据存储器件中具有高度技术意义。