具有交换无序的阻挫磁体中的静态和动态类 XY 短程有序

我们通过非弹性中子散射研究了基于 Co2+ 的烧绿石 NaCaCo2F7 的单晶。这种具有淬火交换无序的阻挫磁体在低至居里 - 外斯温度的六十分之一时仍保持强关联顺磁态。在 $T_f = 2.4$ K 以下，出现了漫弹性散射，占总磁散射的 30 +/- 10%，正如预期的那样，对应于 $J_{eff} = 1/2$ 矩在超过 $\hbar/\delta E=3.8$ ps 的时间尺度上被冻结。漫散射与关联长度为 16 \AA 的短程 XY 反铁磁性一致。非弹性强度的动量 ($Q$) 依赖性表明，在低于约 5.5 meV 的能量处存在弛豫的类 XY 反铁磁团簇，而在高于此能量处存在共线反铁磁涨落。相关的 XY 构型形成了一个由对称性相关状态组成的连续流形。与产生这种连续流形的著名模型相反，尽管有微弱（约 12%）交换无序的证据，但“无序致序”机制并未在 NaCaCo2F7 中选择出有序态。相反，NaCaCo2F7 冻结成跨越该流形的短程有序团簇。