范德瓦尔斯铁磁体 VI$_3$ 中的磁序及其与结构相变的关联

范德瓦尔斯磁体 VI$_3$ 展现出引人入胜的磁性，使其在多种应用中极具潜力。然而，其微观磁结构尚未确定。在此，我们报道了 VI$_3$ 的中子衍射和磁化率测量，揭示了在 4 K 时磁矩方向偏离 $c$ 轴约 36{\deg} 的铁磁序。在约 27 K 时观察到蜂窝面内伴随结构畸变的自旋重取向，随后磁序在 $T_C$ = 50 K 完全消失。4 K 时精修的磁矩约 1.3 $\mu_B$，远低于完全有序的自旋磁矩 2 $\mu_B$/ V$^{3+}$，表明 VI$_3$ 中存在与自旋磁矩反平行的显著轨道磁矩以及强自旋轨道耦合。这导致强磁弹相互作用，使得 VI$_3$ 的磁性可通过应变和压力轻松调控。