Mn$_{5}$Ge$_{3}$铁磁体中的临界行为

高居里温度铁磁体是设计新型自旋电子器件的有前途的候选材料。本文采用助熔剂法成功合成了巡游铁磁体Mn$_{5}$Ge$_{3}$的单晶样品，并通过铁磁(FM)与顺磁(PM)相边界处的体直流磁化强度研究了其临界性质。通过修正的Arrott图得到临界指数$\beta=0.336 \pm 0.001$（临界温度$T_{c}=300.29 \pm 0.01$ K）和$\gamma=1.193 \pm 0.003$（$T_{c} = 300.15 \pm 0.05$ K），而在$T_{c} = 300$ K处通过临界等温线分析推导出$\delta = 4.61 \pm 0.03$。这些临界指数的自洽性和可靠性由Widom标度律和标度方程验证。进一步分析表明，Mn$_{5}$Ge$_{3}$中的自旋耦合表现出三维Ising类行为。磁交换衰减为$J(r)\approx r^{-4.855}$，自旋相互作用延伸到最近邻之外，这可能与具有不等交换强度大小的不同Mn--Mn相互作用组有关。此外，Mn$_{5}$Ge$_{3}$中非共线自旋构型的存在导致所得临界指数与标准3D-Ising模型存在微小偏差。