Ruby 晶格反铁磁体在层状过渡金属氟化物中的实现

Ruby 晶格的反铁磁体预期会宿主一系列奇异的涌现现象，但其材料实现一直未能实现。本文表明，层状过渡金属氟化物 CsBaFe$_3$F$_{12}$ 和 CsBaCr$_3$F$_{12}$ 中的 Fe$^{3+}$ 和 Cr$^{3+}$ 离子分别实现了略微扭曲的 Ruby 晶格几何结构，磁矩分别为 $S=5/2$ 和 $S=3/2$。通过 DFT 能量映射计算，其微观哈密顿量以 Ruby 层内的短程反铁磁相互作用为主导。经典蒙特卡罗模拟揭示两者都存在强烈的几何失序，局部 Néel 相关性表现为六角形单元格上的相关，同时由较弱的三角链决定distinct的长程有序倾向。对于 CsBaFe$_3$F$_{12}$，计算得到的热力学行为与实验报告的磁性有序尺度相一致。对于 CsBaCr$_3$F$_{12}$，经典蒙特卡罗和 Luttinger-Tisza 分析揭示了竞争的低能有序波矢、强烈的有限尺寸敏感性，以及趋向无齐次有序的倾向。总体而言，我们的结果将这些氟化物确立为可实验获得的 Ruby 晶格反铁磁体，并为未来的中子散射研究提供定量预测。