S=1/2 三角晶格海森堡反铁磁体 Ba$_3$CoSb$_2$O$_9$ 的磁化过程与集体激发

我们对 Ba$_3$CoSb$_2$O$_9$单晶进行了高场磁化和电子自旋共振 (ESR) 测量，该材料是均匀三角晶格上二维自旋 -1/2 海森堡反铁磁体的代表，并确定了所有磁参数。当外加磁场$H$平行于$ab$平面时，包括饱和磁化强度 ($M_\mathrm{s}$) 三分之一处的平台在内的整个磁化曲线与理论计算结果非常吻合，除了在$(3/5)M_\mathrm{s}$附近的一个异常，这表明存在额外的场致相变。然而，对于$H\,{\parallel}\,c$，磁化曲线在$M_\mathrm{s}/3$附近表现出一个尖点。N\'eel 温度以上的顺磁共振信号表明$g$因子几乎是各向同性的。结合磁化过程对有序态中观察到的集体 ESR 模式进行的详细分析，提供了弱易平面各向异性的证据。