Barlowite 及锌取代 Barlowite 的合成依赖性性质

矿物 barlowite, Cu$_4$(OH)$_6$FBr，因可用非磁性离子取代层间 Cu$^{2+}$ 位点以开发新型量子自旋液体材料而近期受到关注。我们重新审视先前合成 barlowite 的方法，并描述一种新颖的水热合成方法，可制得 barlowite 与锌取代 barlowite (Cu$_3$Zn$_x$Cu$_{1-x}$(OH)$_6$FBr) 的大尺寸单晶。两种合成技术在室温下得到的 barlowite 晶体结构与光谱性质不可区分；然而，磁有序温度相差 4 K，且热力学性质明显不同。性质对合成条件的依赖性意味着 barlowite 及相关材料的缺陷化学是复杂且显著的。锌取代 barlowite 在低至 T = 2 K 时仍缺乏磁有序，具有量子自旋液体的特征，我们提供了一种合成适用于中子散射的大尺寸晶体的路线。