四元 CoFeV$_{0.8}$Mn$_{0.2}$Si Heusler 合金中的复杂磁相互作用与临界行为分析

我们研究了四元 CoFeV$_{0.8}$Mn$_{0.2}$Si Heusler 合金的磁行为和临界指数，以理解跨越居里温度（$T_{\rm C}$）的相互作用。空间群 F$\bar{4}$3m 的 x 射线衍射图的 Rietveld 精修确认了单相立方 Y 型晶体结构。磁化率 $\chi (T)$ 数据显示了铁磁性质，并在 $446\pm1$~K 处发生了从顺磁到铁磁的二级相变。5~K 下的饱和磁化强度确定为 2.2~$\mu_B$/f.u.，发现其接近 Slater–Pauling 规则并表明其半金属性质。渐近临界指数（$\beta$、$\gamma$ 和 $\delta$）的值和 $T_{\rm C}$ 通过包括修正 Arrott 图、Kouvel–Fisher（K–F）方法和 Widom 标度关系的详细分析提取。有趣的是，估计值 $\beta$ = 0.369 和 $\gamma$ = 1.445 接近 3D Heisenberg 模型的理论值和跨越 $T_{\rm C}$ 的二级热力学相变的理论值。所获得的指数导致重整化等温线的坍缩，由磁化强度（m）与外加磁场（h）之间的关系表示，分成 $T_{\rm C}$ 上方和下方的两个不同分支，这验证了分析的可靠性。此外，这些指数表明自旋相互作用遵循 $J(r) \sim r^{-4.99}$ 的衰减模式，表明短程磁有序，类似于巡游电子 3D Heisenberg 模型。