受挫诱导的降维及长程与短程磁有序的共存于

《Physical Review B》：Frustration-induced dimensional reduction and coexistence of long- and short-range magnetic order in

　　

受挫现象极大地丰富了量子磁体可探索的物理范畴。鉴于此，我们结合体性质测量和中子散射技术研究了 NdCl?的磁性。低温热容揭示了两个磁相变，分别发生在 $T_{N1} = 270$ mK 和 $T_{N2} = 180$ mK。然而，大部分磁熵在 $T_{N1}$ 以上释放，表现为一个中心位于 $T^* \approx 450$ mK 处的宽峰。在具有明显各向异性的磁化率中也观察到一个类似的宽峰；这些数据可以用一维 XXZ 模型很好地拟合，得出反铁磁最近邻交换作用 $J_{NN} = -0.962(2)$ K 以及接近伊辛极限的交换各向异性。单晶弹性中子散射揭示了 $T_{N1}$ 以上高度各向异性的磁漫散射，证实准一维、短程反铁磁有序是热容和磁化率中宽峰的起源。以传播矢量 $\vec{k} = (0\ 0\ 12)$ 为特征的磁布拉格峰在 $T_{N1}$ 以下出现。有趣的是，在 $T_{N2} < T < T_{N1}$ 范围内磁漫散射持续存在，表明存在短程与长程有序共存的区域。在 $T_{N2}$ 以下，磁布拉格峰的强度进一步增强，且 $\vec{k}$ 保持不变。与此同时，漫散射消失，表明完全长程有序的实现。尽管有序磁基态的确切性质仍未完全解析，但观察到的磁散射表明主要是沿 $c$ 轴的磁矩，带有较小的 $ab$ 平面分量。我们提出，准一维行为以及短程与长程有序的共存是由具有显著各向异性的交换相互作用受挫所驱动的。