通过中子与μSR技术探究Ba5Ru3O12中三聚体结构与磁基态的相互作用关系
该研究团队报道了对三聚体钌酸盐Ba5Ru3O12系统的详细非弹性中子散射(INS)和μ子自旋弛豫(μSR)研究,该系统在TN=60 K时发生长程反铁磁有序。INS实验在TN以下发现两种不同的自旋波激发:一种位于5.6 meV,另一种位于10-15 meV。通过结合SpinW软件的线性自旋波理论和机器学习力场(MLFFs)对INS谱进行分析,研究人员表明Ba5Ru3O12由于近邻和次近邻Ru磁矩之间的竞争性交换作用、交换各向异性以及强自旋轨道耦合而表现出自旋阻挫,与该系列其他三聚体钌酸盐不同,形成了非共线自旋结构。值得注意的是,这些磁激发即使在高于TN的高温下也未完全消失,证明该三聚体系统中存在短程磁关联。μSR谱学进一步支持了这一结论,其初始不对称性在磁相变附近呈现逐渐下降趋势,并通过最大熵分析得到验证。μSR结果表明磁有序具有动态特性,这归因于三聚体内局部结构畸变和不同杂化导致的局部磁各向异性,与倾斜自旋结构一致。该工作通过理论计算预测了Ru3O12孤立三聚体的基态,与实验观测到的自旋激发结果相符。
