Li2Co(WO4)2中的两步反铁磁转变与中等三角阻挫

我们通过磁化率和比热对自旋-$\frac{3}{2}$系统Li$_2$Co(WO$_4$)$_2$的磁性进行了详细研究。实验结果表明，在Li$_2$Co(WO$_4$)$_2$中，短程反铁磁(AFM)关联出现在$\chi$$_{max}$ $\sim$ 11 K附近，并在T$_{N1}$$\sim$ 9 K和T$_{N2}$$\sim$ 7 K处观察到两次连续的长程AFM相变。阻挫因子$\mid$$\Theta$$\mid$/T$_{N1}$$\sim$3表明该系统具有中等阻挫，这可以通过三斜晶体结构中$ab$和$bc$平面内破缺的三角对称性来识别。低于T$_{N2}$温度的磁等温线显示出场致自旋翻转转变，并绘制了该两步AFM系统的完整H-T相图。$Ab$~$initio$能带结构计算表明，最强的交换耦合并不对应于沿$a$轴的最短Co-Co距离，而是沿$bc$平面内通过Co-O-W-O-Co超超交换路径的对角线方向。