作者:Thamarasee Jeewandara，Phys
（同organic）有机 HoAgGe的晶体结构和磁性
(一)空心玻璃晶体结构的c轴投影，具有A和b方向的定义
(B)在500 Oe下，对于H//b和H//c，HoAgGe的低温感受性c(T)，插图中有直流(T)/dT
不同温度下空心玻璃的等温面内磁化
(四)超磁跃迁对温度的依赖性，虚线表示T1信用:科学，doi:10
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aaw1666 被称为自旋冰的奇异物质相是由服从局部“冰规则”的受抑自旋定义的——类似于水冰中的电偶极子
物理学家可以为排列在戈薇晶格上的面内伊辛自旋定义二维冰规则
ice规则可以导致不同的顺序和激励
在《科学》杂志的一份新报告中，赵侃和德国的一个实验物理、晶体学、材料与工程团队
S
捷克共和国使用了实验和理论方法，包括磁测法、热力学、中子散射和蒙特卡罗模拟，将HoAgGe晶体建立为晶体系统，以实现奇特的kagome自旋冰态
该装置具有各种部分有序和完全有序的状态，以及符合戈薇实验要求的低温场诱导相
物质奇异相的形成会导致自旋系统中的挫折
例如，分子中的局部约束可以导致宏观数量的简并基态或熵中的广泛基态
在二维设置中，冰规则要求在三角形戈薇晶格上精心安排自旋
因此，戈薇自旋冰在变化的温度下表现出多级有序行为
到目前为止，物理学家们只在实验上认识到了人工自旋冰系统中的戈薇自旋冰，该系统是由排列成蜂窝状网络的铁磁体纳米棒形成的
在这项工作中
赵等
使用多种实验和理论方法证明金属间化合物HoAgGe是一种自然存在的具有完全有序基态的戈薇自旋冰
HoAgGe的磁性结构与温度和磁场的关系
(一)磁峰(1/3，1/3，0)的积分强度从13 K下降到3
根据中子衍射，以核位置(1，0，0)的积分强度为插图
(二)10 K时的HoAgGe精细磁结构
磁性单元由绿色菱形表示，为简单起见，三个不等价的Ho位点Ho1、Ho2和Ho3分别用1、2和3标记
(三)10 K时HoAgGe部分有序结构中自旋的逆时针六边形，1/3自旋不参与长程有序
(四)磁场峰值的积分强度(–1/3，2/3，1)和(1/3，4/3，1)与4 K磁场的关系
(五)在4 K时的HoAgGe的精细磁结构
(F)4K HoAgGe磁结构中自旋的顺时针和逆时针六边形，这正是所期望的kagome自旋冰的√3×√3基态
(七)氢原子= 1时的HoAgGe精细磁结构
5 T和T = 4 K
细化是在3 × √3浅绿色矩形中完成的
为了简单起见，六个不等价的Ho位点用数字1至6标记
(氢)氢= 2时的HoAgGe精细磁结构
5 T且T = 1
8 K
(1)在氢= 4 T和温度= 1时的HoAgGe的精细磁性结构
8 K，用1和2标记两个不等价的Ho位点
场方向由红色箭头标记为(G)至(I)
学分:理科，doi:10
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aaw1666 该小组随后对HoAgGe进行了结构和磁测测量
虽然过去进行的中子衍射测量表明了HoAgGe的非共线磁性结构，但这些实验是基于粉末样品，不足以完全确定挫折情况下的磁性结构
赵等
将单晶HoAgGe中的中子衍射与热力学测量相结合，以显示其奇异的温度和磁场相关的m磁性结构——与kagome冰规则一致
基于HoAgGe，赵等的非平凡自旋结构从中子衍射中完全确定磁结构
进行单晶中子衍射实验，低至1
8 K
低于11的高温转变
6 K时，该小组观察到一个磁峰
当他们提炼4 K的中子数据时，研究小组观察到了更详细的磁性结构，其中完全有序的基态表示顺时针和逆时针交替的六边形自旋
由此产生的√3×√3基态精确地代表了经典的戈薇自旋冰，正如理论预测的那样
根据戈薇冰法则，支配性最近邻铁磁耦合必须发生在具有位置相关的类伊辛单轴各向异性的共面自旋之间
在目前的工作中，赵等人
计算并证实了HoAgGe晶体的晶向电场(CEF)的类伊辛各向异性
HoAgGe的磁比热和惯性导航结果
(甲)磁贡献的比热厘米霍格用虚线表示T1，T2，并在26 K宽峰
请注意，30 K以下的误差线小于符号大小
(插图)白热、绿热及其差异
后者被定义为磁贡献和核贡献之和
(二)Cm/T数据和相应的磁熵Sm，接近100 K以上Rln17的理论值
(三)HoAgGe和Lu1-xHoxAgGe的磁比热之差(x = 0
52和0
73)归一化后(见正文)
(四)入射中子波长为3的10K HoAgGe的惯性导航光谱
(五)恒Q割(1
4 <。Q <。2
2-1)显示中子散射数据的CEF拟合结果
(六)CEF拟合参数在1
三个量化轴5 K
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aaw1666 为了进一步证实HoAgGe作为戈薇旋转冰的真实性，研究小组调查了既定的冰规则是否适用于完全有序的基态之外
利用磁场下的中子衍射，他们表明HoAgGe满足这些要求，并观察到在超磁跃迁过程中磁场的突然变化
欲了解更多信息，赵等
改进了从中子散射获得的磁结构，并注意到外部磁场和不影响ice规则的较弱耦合之间的竞争导致的磁跃迁
在确定戈薇冰法则适用于低温下的HoAgGe晶体后，研究小组通过从晶体的原子核、晶格振动和流动电子中推导出磁对比热的贡献，来检验戈薇自旋冰的热力学行为
为了确定HoAgGe晶体的Ho离子自旋在多大程度上可以近似视为伊辛，赵等
接下来讨论了晶体电场(CEF)效应
为了直接理解CEF分裂，他们使用先进的飞行时间谱仪对HoAgGe晶体进行了非弹性中子散射实验
结果表明，四种低能CEF模式表现出伊辛型各向异性
在18×18单元电池中，在(甲)温度= 1 K，(乙)温度= 5 K和(丙)温度= 15 K时，蒙特卡罗模拟的磁结构因子
横轴和纵轴分别为(H，H，0)和(-K，K，0)
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aaw1666 基于实验证据，他们提出了一个经典的自旋模型，该模型包含二维扭曲戈薇晶格上的类伊辛面内自旋
利用蒙特卡罗模拟18×18晶格上的经典自旋模型，他们再现了基态和部分有序态，以捕捉经典自旋模型和低温下HoAgGe磁性的主要特征
在交换耦合和长程偶极相互作用方面，研究中开发的模型不同于偶极和短程戈薇冰情况，进一步的研究需要单独研究
Hoagge 2D经典自旋模型的蒙特卡罗模拟
(甲)甲和乙轴上的甲在1千赫时的甲(乙)曲线
(二)每转比热的温度依赖性
(三)由比热计算的每自旋磁熵
三条水平虚线对应于ln2 ≈ 0
693(顺磁性Ising)，0
501(短程冰阶)和1 ^ 3ln 2≈0:231(环形阶)
使用18 × 18的电池进行计算
学分:理科，doi:10
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aaw1666 这样，经典自旋模型的蒙特卡罗模拟只与实验部分一致
这种差异可能是由多种低CEF水平的Ho3+离子造成的
在HoAgGe中，金属度同时抑制了Ho3+离子的CEF分裂，从而增强了它们之间的交换耦合，使得这两个能量尺度与低地的CEF能级相当
由此产生的半经典模型仍然可以映射到伊辛模型，从而解释了实验的有效性
与其他烧绿石自旋冰相比，HoAgGe的金属性质使其成为高温的戈薇冰，并可能导致进一步的奇异现象，包括电流和磁单极子之间的相互作用以及金属磁电效应
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