美国西北大学Danna E. Freedman等对最近一篇乔治亚理工学院Henry S. La Pierre等发表于Nature Chem上的Ti³⁺自旋相关文章进行重点新闻报道。该Ti³⁺工作的意义在于该Ti³⁺尽管未展现出结构上的畸变，但是仍能够保持Ti³⁺中心上的d_xy轨道中的d¹电子结构。

Kagome格子中，作者展现了一种受阻态的自旋系统，当分布在等边三角形中的反铁磁性耦合的自旋后，竞争性相互作用就无法同时得到满足，因此导致了这种体系中不存在最稳定状态。在单个三角形结构中，通过三角形的畸变能够缓解这种受阻状态，但是当非常多的三角形同时存在并共用三角形的边和角，结构上的畸变就无法满足受阻态的要求。并且引人注意的是，这种d¹的S=1/2自旋基态可能作为量子自旋液体（QSL）。

本文要点

（1）

本工作中作者在前过渡金属中观测到磁受阻性，并促进了自旋-轨道之间的作用关系进一步探索。通过自旋电子所处的轨道变化，（Cu d⁹中的轨道为d_x²_-y²，Ti d¹ 中的轨道为d_xy），磁交换过程发生改变，同时自旋所处的轨道由非键轨道变为反键轨道，因此展现了磁相图上的改变。合成的Ti基分子Weiss温度处于-139.5 K，和Ti³⁺离子通过F^-桥进行的超交换耦合作用相符。作者通过和结构类似的非受阻Ti分子体系对比，发现Weiss温度会达到~100 K，然而这种受阻Ti分子体系种的磁有序转变温度仅为1.8 K。

（2）

作者认为对于该受阻Ti分子体系的磁基态还有许多未解之谜，比如在5 K温度以下的情况中，自旋会冷冻形成亚稳态，能否观测到特殊的自旋-冷冻现象。

参考文献

Kelsey A. Collins & Danna E. Freedman*

Taking titanium for a spin. Nature Chem 2020

DOI：10.1038/s41557-020-0512-6

https://www.nature.com/articles/s41557-020-0512-6

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