摘要:准晶体 (QC) 于 1984 年首次发现,通常不表现出长程磁序。本文,我们报告了真实的二十面体准晶体 ( i QC) Au − Ga − Gd 和 Au − Ga − Tb 中的长程磁序。Au 65 Ga 20 Gd 15 i QC 在 TC = 23 K 时表现出铁磁转变,表现为磁化率和比热测量中的急剧异常,同时在 TC 以下出现磁布拉格峰。这是首次在真实的准晶体中观察到长程磁序,与迄今为止发现的其他磁性准晶体中观察到的自旋玻璃状行为形成对比。此外,当用 Tb 取代 Gd 时,即对于 Au 65 Ga 20 Tb 15 i QC,在 TC = 16 K 时仍然保留铁磁行为。虽然在 Au 65 Ga 20 Gd 15 i QC 中观察到的比热异常的尖锐异常在 Tb 取代后变得更宽,但中子衍射实验清楚地显示在 TC 下方明显出现了磁布拉格峰,这表明 Au 65 Ga 20 Tb 15 i QC 也存在长程磁序。我们的发现有助于进一步研究在具有前所未有的最高全局对称性即二十面体对称性的真实准周期晶格上形成的奇异磁序。■ 引言
准晶体(QC)具有独特的晶格结构,具有传统晶体所禁止的旋转对称性。其电学性质尚待完全了解,而磁长程有序是否能在准晶体中实现一直是一个存在已久的问题。最大的困难是缺乏微观理论来分析晶体电场(CEF)对准晶体中稀土原子的影响。这里我们展示了对Tb基准晶体中CEF的完整微观分析。我们发现由CEF引起的磁各向异性对于在Tb原子所在的二十面体上实现独特的磁纹理起着关键作用。我们对基于磁各向异性的最小模型的分析表明,以拓扑电荷为1为特征的刺猬长程有序在Tb基准晶体中是稳定的。我们还发现旋转矩态以异常大的拓扑电荷3为特征。结果表明,通过控制三元化合物中非稀土元素的成分,可以改变磁性结构和拓扑状态。我们的模型有助于理解稀土基量子阱和近似晶体中的磁性和拓扑性质。