各向异性应变对 Mn\textsubscript{3}GaN 磁结构的控制

我们开展了对 Mn\textsubscript{3}GaN 在各向异性 biaxial 应变下的磁结构变化的第一性原理研究。Mn\textsubscript{3}GaN 是一种反近邻结构，与理想立方体杂化结构相似。几种锰氮化物反近邻结构包括 Mn\textsubscript{3}GaN 都报道存在受扰的非共线antiferromagnetic磁结构。成功的电磁切换该磁结构也已被报道。尽管晶格具有立方对称性，磁对称性却为立方体，允许piezomagnetic响应。拉伸biaxial应变已被证明通过诱导平面自旋倾斜产生净磁矩。压缩biaxial应变用于诱导自旋偏 polarized的铁磁或反铁磁相。在本研究中，施加 (001) 平面的各向异性应变，绘制了可预测 Mn\textsubscript{3}GaN 薄膜生长于非立方衬底上性质的磁相图。沿 a 和 b 晶轴的晶格向量分别以 -5\% 至 5\% 的百分比递增应变。绘制了广泛的相图，揭示了多个晶格向量应变组合可导致铁磁或反铁磁相变。与先前结果不同，不仅严格的压缩应变作用于两个晶格向量，还包括拉伸和压缩应变的组合，以及单向应变，都可产生磁相变。此外，尽管双二次应变在拉伸应变下产生 [110] 方向的净矩，在压缩应变下产生 [\bar{1}\bar{1}0] 方向的净矩，但各向异性应变允许调节净磁化方向。