Mn$_3$Si$_2$Te$_6$ 中的临界行为与磁热效应

通过 $T_c$ 附近的体磁化与热容测量, 研究了半导体性亚铁磁 Mn$_3$Si$_2$Te$_6$ 单晶的临界性质与磁热效应。由 Kouvel-Fisher 图推导出临界指数 $\beta = 0.41\pm0.01$ (临界温度 $T_c = 74.18\pm0.08$ K) 与 $\gamma = 1.21\pm0.02$ ( $T_c = 74.35\pm0.05$ K), 而在 $T = 74(75)$ K 的临界等温线分析给出 $\delta = 4.29\pm0.05(3.40\pm0.02)$。磁交换距离衰减为 $J(r)\approx r^{-4.79}$, 介于平均场与 3D Heisenberg 模型之间。此外, 磁熵变 $-\Delta S_M$ 在 $T_c$ 处呈现极大值, 即面内(面外)磁场变化 5 T 时 $-\Delta S_M^{max} \sim$ 2.53(1.67) J kg$^{-1}$ K$^{-1}$, 证实了大的磁各向异性。热容测量进一步给出面外磁场变化 9 T 时 $-\Delta S_M^{max}$ $\sim$ 2.94 J kg$^{-1}$ K$^{-1}$, 相应绝热温变 $\Delta T_{ad}$ $\sim$ 1.14 K。