S=1/2 Mo(V) 体系 KMoOP2O7 中的一维量子磁性

我们给出了 $S=1/2$ Mo$^{5+}$ 体系 KMoOP$_2$O$_7$ 全面的实验与从头算研究，并表明其实现了 $S = 1/2$ 海森堡链反铁磁模型。粉末中子衍射揭示 KMoOP$_2$O$_7$ 在其单斜 $P2_1/n$ 结构中形成了由成对 Mo$^{5+}$ 链构成的磁网络。通过磁测量确定了 Mo$^{5+}$ 链内的反铁磁相互作用，并由磁比热分析予以证实。后者揭示了一个以 $T_\textrm{N} = 0.54$ K 为中心的宽特征，我们将其归因于长程反铁磁有序的开始。然而，在 0.05 K 收集的粉末中子衍射数据中未观察到磁布拉格散射，这与被强烈压低的序磁矩一致，其上限为 $\mu_\textrm{ord} < 0.15 \mu_\textrm{B}$。通过对非弹性中子散射数据的分析验证了 KMoOP$_2$O$_7$ 中磁关联的一维特性，得到了一个模型，其中链内与链间交换相互作用分别为 $J_\textrm{1} \approx 34$ K 和 $J_\textrm{2} \approx -2$ K。这些实验发现的起源通过密度泛函理论计算得以阐明。