高温高压光学浮区法单晶炉在准一维伊辛自旋链材料领域新应用进展

发布日期：2021-09-23

低维磁性材料具有非常丰富和奇特的物理性质，且与多铁性和高温超导电性等材料密切相关。对低维磁性材料的物理性质进行研究有助于探索相关奇异现象的根本机制，从而对寻求新的功能材料提供帮助。因此，近年来关于低维磁性材料的研究吸引了科学家们的广泛关注。

近日，德国马普固体化学物理研究所的学者A. C. Komarek等人^[1,2]在准一维伊辛自旋链材料CoGeO₃中发现了非常明显的1/3磁化平台，并通过中子衍射手段详细探究了其微观自旋结构。研究表明，初的零场反铁磁自旋结构的变化，类似于反铁磁“畴壁边界”的形成，从而产生一种具有1/3整数传播矢量的调制磁结构。净磁矩出现在这些“畴壁”上，而所有反铁磁链排列的三分之二仍然可以保留。同时A. C. Komarek等人也提出了一个基于各向异性受挫方形晶格的微观模型来解释其实验结果。更为详细的报道可参考相关文献^[1,2]。

A. C. Komarek等人所用的CoGeO₃单晶样品由高压光学浮区法单晶炉(型号：HKZ, 制造商：德国ScIDre公司)制备获得^[2]，文章中报道的CoGeO₃单晶生长参数为：Ar/O₂混合气（比例98:2），压力80 bar，生长速度3.6 mm/hour。

CoGeO₃单晶实物图片  引自^[2]

德国ScIDre公司推出的HKZ系列高温高压光学浮区法单晶炉高可实现3000℃及以上的生长温度，晶体生长腔大压力可达300 bar，可实现10^-5 mbar的高真空环境，适用于生长各种超导材料、介电材料、磁性材料、电池材料等各种氧化物及金属间化合物单晶生长。

德国ScIDre公司推出的HKZ系列高温高压光学浮区炉外观图

参考文献：

[1] Emergent 1/3 magnetization plateaus in pyroxene CoGeO₃, H. Guo, L. Zhao, M. Baenitz, X. Fabrèges, A. Gukasov, A. Melendez Sans, D. I. Khomskii, L. H. Tjeng, and A. C. Komarek, Phys. Rev. Research 3, L032037

[2] Single Crystal Growth and Physical Properties of Pyroxene CoGeO₃，Zhao, L.; Hu, Z.; Guo, H.; Geibel, C.; Lin, H.-J.; Chen, C.-T.; Khomskii, D.; Tjeng, L.H.; Komarek, A.C. Crystals 2021, 11, 378.