反铁磁体表面的独特磁相变
强关联电子
2015-06-18 v2 介观与纳米尺度物理
材料科学
统计力学
摘要
在大多数磁性系统中，表面需要在与体相相同的温度下发生有序化。在本研究中，我们报告了一种独特且意想不到的表面磁相变，其仅发生在低于 N\'eel 温度的温度下。利用掠入射 X 射线共振磁散射技术，我们观测了二氧化铀的近表面行为。UO是一种非共线、三重-q 反铁磁体，其 U 离子位于面心立方晶格上。理论研究表明，在表面处，由于键的缺失导致的能量增加会随着表面附近自旋的旋转而减小，并逐渐失去其垂直于表面的分量。在表面处，最低能量的自旋构型具有双重-q（平面）结构。随着温度升高，热涨落使表面的面内晶体场各向异性达到饱和，导致具有铁磁特征的软激发，且这些激发与体相解耦。有限二维模型的结构因子在几个数量级的散射强度范围内与实验数据吻合良好。我们的结果支持表面存在属于 Kosterlitz-Thouless 普适类的独特磁相变。
引用
@article{arxiv.1312.3136,
title = {Distinct magnetic phase transition at the surface of an antiferromagnet},
author = {Sean Langridge and Gavin M. Watson and Doon Gibbs and Joseph J. Betouras and Nikitas I. Gidopoulos and Frank Pollmann and Martin W. Long and Christian Vettier and Gerry H. Lander},
journal= {arXiv preprint arXiv:1312.3136},
year = {2015}
}
备注
7 pages including Supplemental material, 4 figures