【摘 要】
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自旋S=1的一维有机磁性单晶材料4SC(NH2)2-NiCl2(DTN)属于I4晶系,晶格常数a=b=9.558(A),c=8.981(A);磁链沿c轴,磁交换路径为Ni-Cl-Cl-Ni.在磁场H=2T,温度Tmax=5K附近有表征反
【机 构】
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南京邮电大学电子科学与工程学院南京210023
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自旋S=1的一维有机磁性单晶材料4SC(NH2)2-NiCl2(DTN)属于I4晶系,晶格常数a=b=9.558(A),c=8.981(A);磁链沿c轴,磁交换路径为Ni-Cl-Cl-Ni.在磁场H=2T,温度Tmax=5K附近有表征反铁磁转变的最大磁化率xmax出现[1].掺杂x=0.04磁性元素Cu的4SC(NH2)2-CuxNi(1-x)Cl2单晶(Cu-DTN)的XRD数据表明掺杂未改变晶体结构,但晶格常数略增大(a=b=9.602(A),c=9.10(A)),导致衍射峰略往低角度偏移(图1),表明Cu掺杂引起晶格微小畸变.同样,Cu-DTN的磁性质也相应发生变化,xmax向低温移至Tmax=2.5K附近且幅值增长约45％(图2).究其根源,最近邻磁性原子间的磁交换作用出现了Cu-Cl-Cl-Cu和Cu-Cl-Cl-Ni的新路径.因为磁交换作用与最近邻磁性原子间的距离以及磁元素的自旋大小S密切相关[2-4].Cu的自旋S=1/2,在磁场条件下,自旋无序容易被翻转到有序排列,导致了xmax的急剧增长;从晶格常数的变化也可以看出,c轴方向晶格增大了1.3 ％,较a,b轴只增大0.4％来看,最近邻磁原子间的交换路径变长,且Cu的半径比Ni小,Cu-Cl键长增大,使得Cu-Cl之间的电子轨道叠加变弱,这些因素使得最近邻磁性原子间的反铁磁相互作用变小,Tmax向低温移动.
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