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单晶呼吸型 Pyrochlore 自旋阵列 AgInCr4S8 的磁性

强关联电子 2026-05-21 v1 材料科学

摘要

通过化学气体输运法生长的 AgInCr4S8 单晶,其 Ag/In 的晶体学有序性导致 Cr3+^{3+} 形成呼吸型 Pyrochlore 结构,经 X 射线和中子衍射验证。观察到在 Né 温度 TNT_{\mathrm N} \approx 9.6 K 以下出现长程反磁性有序。通过 ac 和 dc 磁化、比热容和单晶中子衍射测量表征其磁性。比热数据在 9.5 K 处表现出小规模的 lambda 异常,且至 3TNT_{\mathrm N} 时估计的磁熵仅达到预期值的 \approx 13\frac{1}{3},暗示参数相位中存在显著的短程有序。单晶中子衍射证据显示其为非共轨旋结构,传播矢量为 k\textbf{\textit{k}} = (0,0,δ\delta),且 δ\delta = 0.343(5 K 时)。能够解释数据的最小模型由 Cr 原子构成的铁磁层组成,这些层的磁矩位于层面内,并沿垂直于层面的方向调制形成螺旋结构,沿 k\textbf{\textit{k}} 方向传播。该研究代表了呼吸型 Pyrochlore 材料家族中少有的单晶研究。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.21122,
  title  = {Magnetism of single crystalline breathing pyrochlore spinel AgInCr4S8},
  author = {Andrew F. May and Christopher M. Pasco and V. O. Garlea and Karolina Gornicka and Matthias D. Frontzek and Xiaoping Wang and Pyeongjae Park and Andrew D. Christianson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.21122},
  year   = {2026}
}