Исследование магнитно низкоразмерных фрустрированных теллуратов семейства A2MnTeO6 (A = Li, Ni, Ag, Tl)

Работа направлена на изучение особенностей формирования двумерного магнетизма семейства тригонально-слоистых теллуратов A₂MnTeO₆ (A = Li, Na, Ag, Tl), используя методы нейтронной и синхротронной порошковой дифракции. Соединения семейства являются слоистыми, с треугольным упорядочением ионов внутри каждого слоя. При температуре ниже температуры Нееля возникает антиферромагнитное упорядочение, что влечёт за собой конфликт ближайших взаимодействий в магнитной подсистеме. Подобное сочетание свойств с сильной кулоновской корреляцией и спин-орбитальным взаимодействием, может привести к появлению новых экзотических магнитных фаз в этих системах [1].
Изучены детали кристаллического и магнитного упорядочения семейства слоистых теллуратов A₂MnTeO₆ (A = Li, Na, Ag, Tl). Все образцы кристаллизуются в пространственную группу P-31c. Продемонстрировано существенное влияние на магнитные свойства параметра кристаллической решетки c, связанного с расстоянием между слоями и зависящего от радиуса одновалентного металла A. Это проявляется в разительном отличии магнитных структур Na₂MnTeO₆ и Ag₂MnTeO₆ от магнитной структуры соединения с литием с гораздо меньшим ионным радиусом. Упорядоченные спиновые конфигурации Na₂MnTeO₆ и Ag₂MnTeO₆ были предложены на основе обработки данных нейтронной дифракции, полученных при T = 1.6 К. Модель представляет собой соизмеримую неколлинеарную 120-градусную треугольную структуру, лежащую в плоскости ab с вектором распространения k = (⅓ ⅓ ⅓) для Na₂MnTeO₆[2]и Ag₂MnTeO₆, и k = (⅓ ⅓ 0) для Li₂MnTeO₆ [3]. В соединении Tl₂MnTeO₆ с наибольшим ионным радиусом A-элемента дополнительное рассеяние нейтронов, связанное с установлением дальнего магнитного порядка не обнаружено вплоть до 1.6 К.

[1] N.D. Mermin and H. Wagner Physical Review Letter. 17, 1133 (1966)

[2] A. I. Kurbakov, A. E. Susloparova et al. Physical Review B. (2022)

[3] A. E. Susloparova, A. I. Kurbakov et al. Physical Review B. 102, 094433 (2020)