二维Kagome结构RE3Sb3Zn2O14(RE=Tb,Dy,Ho)的制备及磁性

摘要

以非磁性的Zn2+替代立方烧绿石结构A2B2O7材料中三角层的磁性离子,通过传统的氧化物粉末固相反应法,经高温烧结得到了理想的二维Kagome结构磁阻挫新材料RE3Sb3Zn2O14(RE=Tb,Dy,Ho)多晶粉末。X射线衍射(XRD)结果表明:RE3Sb3Zn2O14具备菱形烧绿石结构,空间群为R3m。对比立方烧绿石结构A2B2O7材料,其最强衍射峰(222)(2θ=30°)已经劈裂为强度比约为3:1的两个衍射峰(2θ=29°,2θ=31.5°)。温度区间为2~300 K的直流磁化率测量结果表明,RE3Sb3Zn2O14样品的有效磁矩均略小于磁性离子的自由磁矩,外斯温度均为负值,表明磁性离子间为反铁磁相互作用;样品的磁化强度与外加磁场之间均为非线性响应关系,样品的饱和磁化强度均近似为各自有效磁矩值的一半,在2 K以上温度没有观察到磁有序现象。RE3Sb3Zn2O14材料在结晶结构上无缺陷,是研究二维(2D)稀土晶格上磁阻挫性质的理想材料。