kagome晶格是一种边角共享三角形的平面结构构成的,这种结构中能实现S=1/2自旋态的反铁磁性状态,这可能导致形成特殊的量子自旋液体形式的物质形态结构,在0 K附近展现了长程纠缠(long-range entanglement)和无磁有序状态(no magnetic ordering)。乔治亚理工学院Henry S. La Pierre等报道了一种(CH3NH3)2NaTi3F12材料的合成,通过其中的晶格Ti3+(d1)和桥接F原子展现出S=1/2自旋态kagome晶格。作者在1.8 K~523 K范围内未发现结构上的变化,同时该材料展现出负值Curie-Weiss温度、缺乏长程有序性,说明该材料中罕见的磁性。
通过水热方法合成了一种含有Ti3+-的KLAF材料((CH3NH3)2NaTi3F12),通过变温粉末XRD、低温单晶XRD发现在1.8 K~523 K范围内未发现一级晶格转变。作者发现KLAF材料中层间CH3NH3+在展现出三维方向上都具有畸变,因此在氟原子中产生位置上的变化,改变了自旋间的交换过程。材料的Curie-Weiss温度θcw=−139.5(7) K,说明了自旋之间的反铁磁性相互作用。
参考文献
Ningxin Jiang, Arun Ramanathan, John Bacsa & Henry S. La Pierre*
Synthesis of a d1-titanium fluoride kagome lattice antiferromagnet, Nature Chem 2020
DOI:10.1038/s41557-020-0490-8
https://www.nature.com/articles/s41557-020-0490-8