单晶 Gd$_{2}$AlSi$_{3}$ 中的复杂单域磁性与磁导电性

我们详细调查了磁性化合物 Gd$_{2}$AlSi$_{3}$的单晶样品，这种物质晶体结构属于 $\alpha$-ThSi$_2$ 型四方晶体系。我们报告了磁性抗性、磁化、热容、电阻率以及磁电阻随温度和磁场的变化规律，磁场分别沿四方晶的 $c$ 轴和基面 $ab$ 平面施加。X射线衍射测量确认晶体结构为中心对称的 $I4_{1}/amd$ 空间群。尽管 Gd 位置在该四方晶体系中为单一位点占据，我们通过磁性抗性、热容和输运测量识别出两个连续的反磁相变，其准临界温度分别为 32 K 和 23 K，以及一种在方向依赖性输运响应中发挥重要作用的复杂磁相互作用和磁各向异性。我们在 Gd 基杂合物中识别出多磁相，其中 Gd 为唯一的磁性元素，这有助于阐明该类物质中场诱导的天空子磁行为。