近乎理想 $J_{\rm eff}$ $=$ 1/2 铱卤化物的结构、电子与磁性质

具有 $J_{\rm eff}$ $=$ 1/2 电子基态的重过渡金属磁体因易于承载新型量子自旋液体和超导体而近来受到关注。遗憾的是,由于在大多数候选材料中非立方局域畸变的重要性,具有理想 $J_{\rm eff}$ $=$ 1/2 态的模型体系十分稀少。在本工作中,我们确定了一系列铱卤化物体系 [即 K$_2$IrCl$_6$、K$_2$IrBr$_6$、(NH$_4$)$_2$IrCl$_6$ 和 Na$_2$IrCl$_6 \cdotp$ 6(H$_2$O)],其 Ir$^{4+}$ 电子基态极其接近理想 $J_{\rm eff}$ $=$ 1/2 极限,尽管低温全局晶体结构存在差异。我们还发现三种无水体系具有有序磁基态,其中对 K$_2$IrBr$_6$ 的单晶中子衍射揭示了 I 型反铁磁性。该自旋构型与面心立方磁体中显著 Kitaev 交换的预期一致。