铅基烧绿石中的磁阻挫

磁阻挫烧绿石丰富的相图在过去 20 年中一直保持着高度的关注度。实验探索这些相图需要一种调节相关相互作用的手段。实现这一目标的一种方法是化学压力，即改变非磁性阳离子的尺寸。在此，我们报道了一类新的铅基烧绿石 A$_2$Pb$_2$O$_7$（A = Pr, Nd, Gd），并通过磁化率和比热对其进行了表征。铅是烧绿石晶格中已知最大的 B 位阳离子。因此，这些材料显著扩展了阻挫烧绿石的相空间。Pr$_2$Pb$_2$O$_7$ 在低至 400 mK 的温度下缺乏长程磁有序，并在 1.2 K 处表现出类自旋冰的比热异常。因此，尽管交换作用较弱，Pr$_2$Pb$_2$O$_7$ 仍是量子自旋冰态的候选者。Nd$_2$Pb$_2$O$_7$ 在 0.41 K 处转变为磁有序态。Nd$_2$Pb$_2$O$_7$ 的 Weiss 温度为 $\theta_{\text{CW}}$ = $-$0.06 K，表明铁磁与反铁磁相互作用之间存在激烈的竞争。Gd$_2$Pb$_2$O$_7$ 是一种海森堡反铁磁体，尽管存在显著的位点混合，仍在 0.81 K 处转变为长程磁有序。在其有序转变温度以下，我们在 Gd$_2$Pb$_2$O$_7$ 中发现了 $T^{3/2}$ 的比热依赖关系，证实了其基态不同于其他钆基烧绿石。这些铅基烧绿石为理解减弱交换作用对高度阻挫晶格的影响提供了见解，并代表了几种奇异磁基态的进一步实现，可用于检验理论模型。