三角反铁磁体TmMgGaO4中具有连续分布序参量的部分上-上-下序

不具有时间反演对称性的受阻挫准双重态，即使在单相晶体中也可承载具有连续分布序参量的高度非常规磁结构。在此，我们报道了对TmMgGaO$_4$单晶的全面热力学与中子衍射研究，该晶体包含排列在几何完美三角晶格上的非Kramers Tm$^{3+}$离子。由非磁性Mg$^{2+}$与Ga$^{3+}$离子的位点混合无序引起的晶体电场（CEF）随机性，将Tm$^{3+}$的两个最低CEF单态合并为基态（GS）准双重态。在远低于 $T_c$ $\sim$ 0.7 K时，一小部分具有小内隙的反铁磁耦合Tm$^{3+}$ Ising准双重态凝聚为具有连续分布序参量的二维（2D）上-上-下磁结构，并在 $\mu_0H_c$ $\sim$ 2.6 T以下产生\emph{柱状}磁中子反射，具有高度各向异性的关联长度：三角面内 $\xi_{ab}$ $\geq$ 250$a$，面间 $\xi_c$ $<$ $c$/12。其余部分的Tm$^{3+}$离子在0 T下保持非磁性，并在低温下被外加纵向场均匀极化。我们认为，类似模型可普遍应用于其他具有关联GS准双重态的非Kramers稀土离子化合物。