正方晶格上阻挫二维 s=1/2 反铁磁体中的自旋稀释

本文报道了在 $0 \leq x \leq 0.2$ 范围内对 Li$_2$V$_{1-x}$OTi$_x$SiO$_4$ 进行的 $^7$Li 和 $^{29}$Si NMR、$\mu$SR 以及磁化强度测量。$x=0$ 化合物是正方晶格上具有竞争最近邻 ($J_1$) 和次近邻 ($J_2$) 交换相互作用的阻挫二维 Heisenberg 反铁磁体的原型。Ti$^{4+}$ (S=0) 替代 V$^{4+}$ (S=1/2) 导致反铁磁层的自旋稀释。对磁化强度和核自旋-晶格弛豫率的分析表明，自旋稀释不仅使自旋刚度降低 $\simeq (1-x)^2$ 倍，还导致有效比率 $J_2(x)/J_1(x)$ 下降。此外，由共线相中零场 $\mu$SR 测量推导出的子晶格磁化曲线表明，与非阻挫二维 Heisenberg 反铁磁体不同，自旋稀释仅在很小程度上影响低温交错磁化强度。共线有序温度对 $x$ 的依赖性也支持了这一观测结果。本文结合先前在纯 $x=0$ 化合物和具有自旋稀释的非阻挫二维 Heisenberg 反铁磁体中获得的结果，对 Ti 掺杂样品的结果进行了讨论。