众所周知,Kagome晶格反铁磁体因强阻挫效应而呈现出磁无序,被认为是实现自旋液体态的最佳载体。目前,已报道的著名Kagome晶格量子磁体ZnCu3(OH)6FCl中,由于Cu2+和Zn2+的位置无序,限制了对自旋液体基态本质的研究。
最近,ESR团队博士生岳小宇在导师欧阳钟文和中科院福建物质结构研究所何长振教授的共同指导下,成功合成了一种新的几何完美的kagome晶格量子磁体Cu4(OH)6FCl,不仅避免了非磁性离子造成的位置无序,还在Kagome层与层之间引入了新的磁性离子,从而增加了层间Cu2+离子与层内Cu2+离子的交换作用。研究发现,由于层间Cu2+离子的引入,磁化率在低温下存在两个磁转变,而比热数据却没有出现λ型尖峰,并通过高频ESR测量观察到三种共振模式——两个自旋隙(85GHz和170GHz)模式和一个无隙激发模式,由此证实了ESR共振模式的出现与层间Cu2+离子的行为有关。
该项研究结果以“Magnetization and ESR studies on Cu4(OH)6FCl:an antiferromagnet with kagome lattice”为题发表在Phys. Rev. B 97,054417(2018),博士生岳小宇为第一作者,欧阳钟文教授和何长振教授为共同通讯作者。该项工作得到了国家自然科学基金的支持。
论文链接:https://doi.org/10.1103/PhysRevB.97.054417