多铁 FeVO$_4$ 中的自旋涨落与阻挫磁性

我们报道了对多铁材料 FeVO$_4$ 单晶的 $^{51}$V 核磁共振（NMR）研究。高温 Knight 移移表现出 Curie-Weiss 行为，$^{51}K = a/(T + \theta)$，具有较大的 Weiss 常数 $\theta \approx$ 116 K。然而，$^{51}$V 谱在这些温度附近未显示出有序，而是在 65 K 以下分裂为两个峰，这表明在 NMR 时间尺度上仅有短程磁有序。从自旋-晶格弛豫率 $1/^{51}T_1$ 在温度 $T_{N1} \approx$ 19 K 和 $T_{N2} \approx$ 13 K 处的峰值识别出两个磁性相变，这低于从多晶样品获得的估计值。在低温非公度螺旋态中，最大有序磁矩估计为 1.95${\mu}_B$/Fe，即局域磁矩的 1/3。反常幂律温度依赖关系 $1/^{51}T_1 \propto T^2$ 也表明存在强烈的低能自旋涨落。较大的 Weiss 常数、远高于 $T_{N1}$ 的短程磁关联、小的有序磁矩、显著的低能自旋涨落以及非公度有序相，均为 FeVO$_4$ 中存在强烈磁阻挫提供了明确证据。