3月13日，《物理评论B》（Physical Review B）在线刊发了国家脉冲强磁场科学中心用户复旦大学赵俊教授课题组题为“Magnetic order in the van der Waals magnet VCl₃”的研究论文，并被选为编辑推荐论文。该工作由复旦大学、美国橡树岭国家实验室、华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心等单位合作完成。中心董超工程师提供了脉冲强磁场磁化实验测量服务和数据分析工作。

范德华磁体因其可剥离到单层极限、兼具低维性与丰富磁性相互作用，近年来受到广泛关注。钒基三卤化物中V³⁺离子因具有3d²电子态而有着未淬灭轨道角动量，相较于其他同类材料往往表现出更强的自旋轨道耦合以及对外场、应变和化学调控更高的敏感性。作为该家族中新近获得高质量单晶的成员，VCl₃是研究低维磁性、结构畸变和场诱导新奇磁相的重要候选体系。

该研究中，研究团队成功生长出高质量VCl₃单晶，并结合热容、磁化率、磁化强度以及单晶中子衍射等手段，对其结构和磁性质进行了系统表征。实验结果表明，VCl₃在室温下为BiI₃型晶体结构，在103.7K发生结构相变，晶格对称性降低，三重旋转对称性被打破；在更低温21.8K以下，体系进入反铁磁有序态。进一步的中子衍射结果表明，VCl₃的磁基态为zigzag型反铁磁序，其传播矢量为k=(0, 0.5, 1)。磁矩主要位于ac平面内，并相对c轴发生约21°倾斜，总有序磁矩约为1.09μ_B/V³⁺。这一结果不仅明确了VCl₃的磁结构，也说明其与同属钒基三卤化物家族的VBr₃具有相似的低温磁性特征。

VCl₃的磁结构和强磁场磁化曲线

值得关注的是，磁场测量显示VCl₃具有明显各向异性的场响应行为。当外磁场沿c轴施加时，体系在约25.2T和35.4T附近出现两个阶梯式跳变，在两者之间呈现接近半磁化平台的特征，提示体系中可能存在场诱导的分数化磁态或竞争相互作用主导的中间磁相。这一现象表明VCl₃不仅具有清晰的零场磁有序，还可能是探索场诱导新奇磁性相和各向异性交换作用的重要平台。

该工作利用脉冲强磁场磁特性测量平台，研究了范德华磁体VCl₃的结构与磁性，揭示了其低温结构相变、反铁磁基态及磁场诱导的异常磁化行为，为理解钒基三卤化物中的低维关联磁性提供了新的实验依据。

该研究工作得到了国家自然科学基金等项目支持。

论文链接：https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/fj11-mwxv