CC BY
0МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА LÍCU3O3 - КВАЗИДВУМЕРНОГО АНТИФЕРРОМАГНЕТИКА НА КВАДРАТНОЙ РЕШЁТКЕ СО СЛУЧАЙНО РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ МАГНИТНЫМИ И НЕМАГНИТНЫМИ ИОНАМИ
Готовко С.К.1'2, Иванов В.Ю.3, Буш А.А.4, Козлов В.И.4, Николаев Е.Г.1, Свистов
Л.Е.1*
1 Институт физических проблем им. П.Л. Капицы РАН, Москва, 119334, Россия
2 Национальный исследовательский университет Высшая школа экономики, Москва, 101000, Россия
3 Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, 119991, Россия
4 МИРЭА - Российский технологический университет, Москва, 119454, Россия * svistov@kapitza.ras.ru
LiCu3O3 является новым квазидвумерным магнетиком (S=1/2) с замещением магнитных ионов немагнитными. Кристаллическая структура LiCu3O3 содержит «тройки» магнитных плоскостей ионов Cu2+(S=1/2) находящихся в узлах квадратной решетки. Ионы Li+ занимают те же кристаллографические позиции, что и позиции Си2+ с разными степенями замещения для внутренней и внешних плоскостей - 20% и 40% [1]. Такие тройки квадратных плоскостей (B-A-B) разделены плоскостями немагнитных ионов Cu+, что определяет квазидвумерность LiCu3O3 Степень замещения во внутренних плоскостях (А) меньше порога протекания в квадратной решётке, поэтому магнитные ионы в таких плоскостях образуют бесконечный кластер, в то время как во внешних плоскостях (B) степень замещения критически близка к порогу протекания. Такие необычные образцы стабильны при нормальных условиях и имеют воспроизводимые свойства.
В монокристаллах LiCu3O3 были проведены ЯМР исследования на ядрах 7Li и измерения намагниченности, в результате которых были обнаружены частичное магнитное упорядочение при температуре Tc1 = 12з K и изменение магнитного состояния при Tc2~30 K. Высокотемпературный переход мы связываем с возникновением магнитного порядка в плоскостях с меньшим разбавлением, а низкотемпературный переход - упорядочению в плоскостях с сильным разбавлением. Широкие спектры ЯМР ниже Tc1 отражают установление непрерывного распределения направлений или величин магнитных моментов, характерное для спиральных, спин-модулированных структур или структур с замороженным беспорядком.
При измерениях намагниченности был обнаружен спин-флоп переход, который указывает на наличие слабой одноосной анизотропии магнитной структуры. Относительно малое значение магнитной восприимчивости отражает жёсткость спиновой системы (^0Hsat~200 T).
Работа была поддержана грантом РНФ 22-12-00259 (обработка данных ЯМР и вычисления) и Министерством высшего образования РФ FSFZ-2023-0005 (рост кристаллов LiCu3O3).
[1] S. J. Hibble, J. Kohler, A. Simon, and S. Paider, LiCu2Ö2 and LiCu3Ö3: New mixed valent copper oxides, J. Solid State Chem. 88, 534 (1990)
[2] Результаты приняты к публикации в Phys. Rev. B.
