二价铕化合物 EuAl$_4$ 中的电荷密度波序与多重磁相变

我们利用单晶飞行时间中子劳厄技术研究了具有四方结构的二价 Eu 化合物 EuAl$_4$ 中的多重相变现象。在电荷密度波（CDW）转变温度 $T_{\rm CDW}$ = 140 K 以下的 30.0 K 处，核布拉格峰附近出现由序参量 $q_{\rm CDW}$=(0 0 ${\delta}_c$) 且 ${\delta}_c{\sim}$0.19 描述的超晶格峰。相比之下，在 $T_{\rm N1}$ = 15.4 K 以下的磁有序相中，于 13.5 K 处出现在 $q_2 = ({\delta}_2 {\delta}_2 0)$ 且 ${\delta}_2$ = 0.085 的磁峰。进一步冷却至 $T_{\rm N3}$ = 12.2 K 以下，磁有序矢量在 11.5 K 处变为 $q_1 = ({\delta}_1 0 0)$ 且 ${\delta}_1$ = 0.17，并在 4.3 K 处略微移至 ${\delta}_1$ = 0.194。在 $T_{\rm N2}$=13.2 K 与 $T_{\rm N4}$=10.0 K 处未检测到磁布拉格峰的明显变化。低于 $T_{\rm CDW}$ 且具 $q_{\rm CDW}$ 的结构调制特征为 (0 0 $l$) 轴上无超晶格峰。由于在 SrAl$_4$ 中观察到类似的 CDW 转变，具 $q_{\rm CDW}$ 的结构调制主要可归因于四方 $ab$ 面内 Al 离子的位移。复杂的磁相变与同价 EuGa$_4$ 中的简单共线磁结构形成鲜明对比。这可能源于两化合物间因 CDW 转变导致的不同电子结构。