MBE 生长的无应变反铁磁性 CuMnSb 中的块体般磁特性

本文详细研究了分子束外延生长条件对晶格匹配的 GaSb 上 CuMnSb 薄膜结构与磁特性的影响。对于一组九层 40~nm 厚薄膜，改变 Mn 与 Sb 通量以制备具有不同元素组成的材料。发现相对于 Mn 与 Sb 通量比 $\Phi_{\text{Mn}}$/$\Phi_{\text{Sb}}=1.24\pm0.02$ 生长的层最接近化学计量组成，其尼尔温度（$T_\text{N}$）达到最大值。Mn 相关的结构缺陷被认为是垂直晶格参数变化的主要贡献因素。在确定最佳生长条件后，制备了第二组 CuMnSb 层厚从 5 到 510 nm 变化的样品。我们表明，对于足够大的厚度，化学计量层的磁特性（$T_\text{N}\simeq62$ K，居里-外斯温度 $\Theta_\text{CW} = -100$ K）确实与块体样品报道的参数相符。另一方面，我们观察到最薄层中 $T_\text{N}$ 随 CuMnSb 厚度减小而降低。此处报道的所有发现对于旨在演示该非中心对称反铁磁体中尼尔矢量切换与探测的研究尤为相关，后者近期已被提出。