范德华反铁磁体 FePS3 和 NiPS3 中的分子插层
强关联电子
2024-05-07 v1 材料科学
摘要
我们对范德华反铁磁材料 FePS和 NiPS进行了离子液体 EMIM-BF的电化学处理，实现了显著的分子插层。对插层化合物 EMIM-FePS和 EMIM-NiPS的质量分析表明，其各自的插层水平分别约为 27\% 和 37\%，X 射线衍射测量显示轴晶格参数大幅增强（超过 50\%）。为了研究这些变化对磁性的影响，我们对两个系统进行了磁化率测量和P 核磁共振 (NMR) 研究。对于 EMIM-FePS，插层将磁有序温度从~K 降低至 78~K，并且我们发现反铁磁相中的自旋隙从 45~K 降至 30~K。对于 EMIM-NiPS，有序温度几乎未受影响（从 148~K 变为 145~K），但趋向于近乎各向同性的自旋涨落表明磁哈密顿量发生了改变。鉴于轴的巨大扩展预期会导致层间相互作用非常强烈的抑制，而这些相对适度的变化明确指向一个结论：两种母体化合物的磁性完全由二维 (2D) 层内物理决定。因此，两种化合物中转变温度和低温自旋动力学的变化表明，插层也导致了层内磁相互作用的显著调制，我们提出这是由于 P 位点上的电荷掺杂和局域化所致。我们的研究提供了利用离子液体进行化学插层的有效方法，不仅能控制准二维磁性材料中的层间相互作用，还能控制层内相互作用。
引用
@article{arxiv.2403.01714,
title = {Molecular intercalation in the van der Waals antiferromagnets FePS3 and NiPS3},
author = {Cong Li and Ze Hu and Xiaofei Hou and Sheng Xu and Zhanlong Wu and Kefan Du and Shuo Li and Xiaoyu Xu and Ying Chen and Zeyu Wang and Tiancheng Mu and Tian-Long Xia and Yanfeng Guo and B. Normand and Weiqiang Yu and Yi Cui},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.01714},
year = {2024}
}