化学键主导 MnPt5P 中的复杂磁性
材料科学
2020-06-23 v1 强关联电子
摘要
固体材料中化学键的细微变化可能导致磁性质的剧烈改变。本文发现并报道了无稀土铁磁性材料 MnPt5As 的新衍生物 MnPt5P。合成 MnPt5P 并通过 X 射线衍射和能量色散 X 射线光谱表征其晶体结构与化学组成。结果表明,MnPt5P 结晶于层状四方结构,空间群 P4/mmm(No. 123),其中共面的 Mn@Pt12 多面体层被 P 层隔开。与 MnPt5As 中观察到的铁磁性相反,MnPt5P 的磁性测量显示其在约 188 K 发生反铁磁有序,且在 ab 面内和面外具有强磁各向异性。此外,当施加高磁场时出现自旋翻转转变。通过对 150 K 和 9 K 收集的中子粉末衍射(PND)图样的分析,获得了 A 型反铁磁结构。计算的电子结构表明,Mn-3d 与 Pt-5d 轨道的杂化对结构稳定性和观测到的磁性质都至关重要。对 MnPt5P 和 MnPt5As 的半经验分子轨道计算表明,MnPt5P 的最高占据分子轨道(HOMO)中 P 原子缺乏 4p 特征可能是导致其相对于 MnPt5As 具有不同磁行为的原因。MnPt5P 的发现,连同我们此前报道的 MnPt5As,参数化了可调系统的两个端点,用以研究将磁有序从铁磁性调节到具有强自旋轨道耦合(SOC)效应的反铁磁性的化学键。
引用
@article{arxiv.2006.11903,
title = {Chemical Bonding Governs Complex Magnetism in MnPt5P},
author = {Xin Gui and Ryan A. Klein and Craig M. Brown and Weiwei Xie},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.11903},
year = {2020}
}