Ba₄SbRu₃O₁₂：一种在几何挫败网络上具有孤立磁簇的六方钙钛矿

Ba₄SbRu₃O₁₂结晶成由三面共享Ru中心八面体（Ru₃O₁₂）簇通过Sb中心八面体连接的结构。对X射线和中子粉末衍射数据的Rietveld精修确认没有Sb/Ru反位混合。变温中子衍射测量揭示在冷却至100 K以下时发生相变，从具有R3m对称性的典型结构到具有C2/m对称性的单斜结构。相变是由Ba²⁺阳离子的位移驱动的，因此仅微妙地扰动Ru₃O₁₂簇的几何形状。在高温（T 200 K）时，簇呈现S=3/2的中间自旋状态，但随着温度降低， susceptibility 数据提示逐渐过渡到S=1/2的低自旋状态。具有Kr 4d¹⁰电子构型的Sb⁵⁺离子的存在最小化了簇之间的层间超交换相互作用，从而保持了二维三角网络的挫败性。Ba₄SbRu₃O₁₂在0.3 K以下没有表现出磁有序的迹象，但高温susceptibility的Curie-Weiss拟合显示出强反 ferro 磁相互作用（₂ₖ=-378 K）。低温比热随温度线性变化，暗示无间隙量子自旋液体。小磁量子数、最小的化学无序、几何挫败性以及缺乏长程磁有序的组合使得Ba₄SbRu₃O₁₂成为一个引人入胜的量子自旋液体候选者，值得进一步研究。