VI$_3$ 中的临界行为与磁热效应

层状范德瓦耳斯铁磁体是设计新型自旋电子器件的有前景候选材料。本文研究了层状范德瓦耳斯 VI$_3$ 单晶中与铁磁转变相关的临界性质与磁热效应。由修正 Arrott 图得到临界指数 $\beta = 0.244(5)$（临界温度 $T_c = 50.10(2)$ K）与 $\gamma = 1.028(12)$（$T_c = 49.97(5)$ K），而在 $T_c = 50$ K 由临界等温线分析得到 $\delta = 5.24(2)$。磁熵变 $-\Delta S_M(T,H)$ 在 $T_c$ 处出现最大值，即面外（面内）场变 5 T 时 $-\Delta S_M^{max} \sim$ 2.64 (2.27) J kg$^{-1}$ K$^{-1}$。这与由热容推得的 $-\Delta S_M^{max}$ $\sim$ 2.80 J kg$^{-1}$ K$^{-1}$ 以及相应的绝热温变 $\Delta T_{ad}$ $\sim$ 0.96 K（面外场变 5 T）一致。临界分析表明 VI$_3$ 中铁磁相变位于接近三维到二维的临界点。重新标度的 $\Delta S_M(T,H)$ 曲线塌缩到一条普适曲线，证实了磁转变为二阶类型且所得临界指数可靠。