原型准晶体的磁基态: 八面体自旋冰物理的候选材料
强关联电子
2026-05-26 v1 材料科学
摘要
准晶体中的磁有序性最近成为发现周期晶体体系之外非常规磁态的活跃场域。然而, 由于准晶体的本质无规则性, 阐明此类态的微观起源仍富有挑战性。本文通过研究保持其局部几何和连通性的原型 Tsai 型准晶体近似体 Cd6Tb, 以其可实现详细结构和磁学表征的平移周期性来解决此问题。利用中子衍射测量, 我们发现一种非平坦多k磁基态, 由类似 Ising 的 Tb 磁矩组成, 这些磁矩在角点共享的八面体网络上排列, 这正是八面体自旋冰物理所必需的构件。值得注意的是, 仅有三分之一的 Tb 磁矩发展出长程磁有序, 其余磁矩显示出显著减弱的静态有序, 并伴随微秒尺度的持久自旋动力学, 如同μ子自旋旋转 (μSR) 所证实。这种有序与涨落磁矩的共存构成了准晶体相关材料中磁片刻化 (magnetic fragmentation) 的潜在实现, 这一现象是八面体自旋冰物理的关键预测。
引用
@article{arxiv.2605.26044,
title = {Magnetic ground state of a prototype quasicrystal approximant: a candidate for octahedral spin ice physics},
author = {Leonie Woodland and Farid Labib and Dmitry Khalyavin and Pascal Manuel and Fabio Orlandi and Hubertus Luetkens and Ryuji Tamura},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.26044},
year = {2026}
}
备注
7 pages, 4 figures (main text) + 14 pages, 6 figures (supplementary material)