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拓扑半金属 $NdSb_{x}Te_{2-x-\delta}$ 中由电荷密度波模板化的自旋环面结构

材料科学 2023-01-31 v1 强关联电子

摘要

磁性拓扑半金属在晶体对称性、磁性、能带拓扑和电子关联之间的相互作用方面存在开放问题。LnSbxTe2xδLnSb_{x}Te_{2-x-\delta}(Ln=镧系元素)是一族方网衍生的拓扑半金属,允许对能带填充进行组分调控,并通过演化的电荷密度波(CDW)畸变进入不同的拓扑态。先前研究的含CDW的Gd和Ce成员已显示出复杂的磁相图,这意味着局域在Ln上的自旋与CDW相互作用,但迄今为止,在该化合物家族的CDW区间内尚未解析出任何磁结构。在此,我们通过单晶X射线衍射、磁强计、热容和中子粉末衍射,比较未畸变方网成员 NdSb0.94Te0.92NdSb_{0.94}Te_{0.92} 与CDW畸变相 NdSb0.48Te1.37NdSb_{0.48}Te_{1.37},报道了 NdSbxTe2xδNdSb_{x}Te_{2-x-\delta} 中CDW与磁性的相互作用。NdSb0.94Te0.92NdSb_{0.94}Te_{0.92} 是一种共线反铁磁体,其 TNT_N \sim 2.7 K,其中自旋彼此反平行排列,但平行于核结构的方网。NdSb0.48Te1.37NdSb_{0.48}Te_{1.37} 表现出近五倍调制的CDW(qCDW=0.18bq_{CDW}=0.18b^*),在相似x下与其他 LnSbxTe2xδLnSb_{x}Te_{2-x-\delta} 同构。NdSb0.48Te1.37NdSb_{0.48}Te_{1.37} 表现出更复杂的磁性,其 TN=2.3KT_N = 2.3 K,具有额外的变磁转变,以及 qmag=0.41bq_{mag}=-0.41b^* 的椭圆环面磁结构。qCDWq_{CDW}qmagq_{mag} 的大小呈现整数关系 1+2qmag=qCDW1+2q_{mag}=q_{CDW},意味着CDW与磁结构之间的耦合。鉴于CDW局域在非磁性畸变方网内,我们提出传导电子通过Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida相互作用“模板化”自旋调制。

关键词

引用

@article{arxiv.2301.13102,
  title  = {Charge density wave-templated spin cycloid in topological semimetal $NdSb_{x}Te_{2-x-\delta}$},
  author = {Tyger H. Salters and Fabio Orlandi and Tanya Berry and Jason F. Khoury and Ethan Whittaker and Pascal Manuel and Leslie M. Schoop},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2301.13102},
  year   = {2023}
}

备注

25 pages, 4 figures