高熵磁性材料中自旋朝向“无序”的长程磁有序 | 进展

本文背景在于高熵磁性材料通过多主元近等比例混合构建高构型熵体系，传统理论认为强原子级无序会抑制长程磁有序，诱导自旋玻璃等短程序态，但近期研究对此提出挑战。研究目的为在强无序体系中实现并调控长程磁有序，发展新型磁性功能材料。研究团队对新型高熵范德瓦尔斯材料(Mn1/4Fe1/4Co1/4Ni1/4)PS3进行磁性研究，结合单晶中子衍射和共振软X射线散射技术，成功探测到长程磁有序信号，奈尔温度约72 K。结论表明，尽管Mn、Fe、Co、Ni四种离子在晶格中随机占位，但它们在相变点协同进入磁有序态，呈现统一磁相变过程；自旋取向呈现“元素特异性”，四种离子具有各自磁矩指向，形成自旋朝向无序分布的奇异磁有序态。该结果提出了理解强无序体系中磁性的全新视角，对基于高熵材料的自旋电子学器件研发具有重要意义。