自旋-1 反铁磁链中单离子各向异性驱动的螺旋磁有序

磁性系统中的手性会产生广泛的奇异现象，但其在 $S=1$ 链中的影响在很大程度上尚未被探索。在此，我们对手性反铁磁（AFM）$S=1$ 链 [Ni(pym)(H$_{2}$O)$_{4}$]SO$_{4} \cdot$ H$_{2}$O (pym = pyrimidine) 进行了全面的实验研究，其中 Ni(II) 八面体取向表现出四重手性周期性。μ子自旋转测量表明在 $T_{\rm N} = 1.82(2)\,\mathrm{K}$ 以下出现了长程磁有序。中子衍射测量揭示了一种由易轴各向异性方向的手性调制驱动的螺旋 AFM 有序，而非 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用、几何阻挫或高阶相互作用的典型情形。非弹性中子散射（INS）测量揭示了可由线性自旋波理论很好描述的色散自旋波激发，其哈密顿量参数为 $J_{0} = 6.81(1)\,\mathrm{K}$（链内交换）、$J'_{1\rm a} = -0.091(1)\,\mathrm{K}$（链间交换）和 $D = -3.02(1)\,\mathrm{K}$（易轴单离子各向异性）。这些参数进一步得到了磁化的 Monte Carlo 模拟验证。此外，INS 数据揭示了多个无色散带，表明存在超出我们线性自旋波理论范围的进一步激发。