半导体 SrMn2Sb2 和 BaMn2Sb2 单晶中的反铁磁性
强关联电子
2018-01-10 v1 材料科学
摘要
SrMn2Sb2 和 BaMn2Sb2 单晶采用 Sn 助熔剂生长，并分别通过粉末和单晶 X 射线衍射、单晶电阻率 rho、热容 Cp 和磁化率 chi 随温度 T 的测量，以及磁化强度随磁场 M(H) 的等温线测量进行表征。SrMn2Sb2 采用三方 CaAl2Si2 型结构，而 BaMn2Sb2 结晶为四方 ThCr2Si2 型结构。rho(T) 数据表明两种化合物均表现出半导体行为，SrMn2Sb2 的活化能为 0.35 eV，BaMn2Sb2 为 0.16 eV。chi(T) 和 Cp(T) 数据揭示了 SrMn2Sb2 在 TN = 110 K 和 BaMn2Sb2 在 450 K 处的反铁磁 (AFM) 有序。各向异性的 chi(T < TN) 数据还显示，SrMn2Sb2 中有序磁矩排列在六方 ab 平面内，而 BaMn2Sb2 中有序磁矩共线排列在四方 c 轴上。SrMn2Sb2 的 ab 平面 M(H) 数据在低磁场 0 < H < 1 T 下表现出连续的超磁相变，而 BaMn2Sb2 在高达 5.5 T 时未出现超磁相变。两种化合物的 chi(T) 数据以及 SrMn2Sb2 和 BaMn2Sb2 的 Cp(T) 数据表明，在局域矩图像下，它们在各自的 TN 以上至少高达 900 K 存在强动态短程 AFM 关联，对应准二维磁性行为。目前的结果以及对具有 CaAl2Si2 和 ThCr2Si2 晶体结构的 Mn 磷化物的文献综述表明，CaAl2Si2 型化合物的 TN 值远小于 ThCr2Si2 型材料。
引用
@article{arxiv.1710.05976,
title = {Antiferromagnetism in semiconducting SrMn2Sb2 and BaMn2Sb2 single crystals},
author = {N. S. Sangeetha and V. Smetana and A. -V. Mudring and D. C. Johnston},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.05976},
year = {2018}
}
备注
13 pages, 10 figures, 75 references