由中间Na层晶体结构驱动的自旋1蜂窝状层状化合物Na2Ni2TeO6的磁性
强关联电子
2022-02-17 v1
摘要
利用中子衍射和非弹性中子散射研究了二维层状自旋1蜂窝晶格化合物 Na2Ni2TeO6 的微观自旋-自旋关联。结晶学 ab 面内的自旋1 Ni2+ 离子蜂窝晶格沿 c 轴被一层中间 Na 层很好地隔开,该 Na 层的晶体结构包含 Na 离子的手性核密度分布。交替 Na 层的手性相反。这种 Na 层的交替手性决定了沿 c 轴的磁周期性,其中发现了面内之字形反铁磁结构的上下下上自旋排列。此外,上述公度(CM)之字形反铁磁有序态在 TN ~ 27.5 K 以下与不实公度(ICM)反铁磁态共存。发现 ICM 态出现在高得多的温度 ~ 50 K,并持续下降到最低测量温度 1.7 K。我们的反向蒙特卡洛(RMC)分析揭示了 ICM 反铁磁态在整个 1.7–50 K 温度范围内的二维(2D)磁关联(在 ab 面内)。进一步,通过进行非弹性中子散射实验及随后的线性自旋波理论分析确定了自旋哈密顿量,揭示了存在直至第三近邻的竞争面内交换相互作用,这与之字形反铁磁基态一致,以及弱的层间相互作用和弱的单离子各向异性。交换常数的值表明 Na2Ni2TeO6 位于理论相图中之字形反铁磁相(跨越很宽的 J2/J1 和 J3/J1 值范围)的内部。因此,本研究提供了对磁关联的详细微观理解,并揭示了交织的磁-结构关联。
引用
@article{arxiv.2202.08015,
title = {Magnetism of the 2D honeycomb layered Na2Ni2TeO6 compound driven by intermediate Na-layer crystal-structure},
author = {A. K. Bera and S. M. Yusuf and L. Keller and F. Yokaichiya and J. R. Stewart},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.08015},
year = {2022}
}
备注
24 pages, 14 figures,