MnBi2-xSbxTe4 中结构、磁性与输运性质的演化
材料科学
2019-09-05 v2 强关联电子
摘要
本文报道 MnBiSbTe（02）单晶中结构、磁性与输运性质的演化。MnSbTe 与 MnBiTe 同构，其晶格参数分别为 \textit{a}=4.2445(3) 和 \textit{c}=40.869(5)。随着 MnBiSbTe 中 Sb 含量增加，\textit{a} 晶格遵循 Vegard 定律线性减小，而 \textit{c} 晶格几乎不随成分变化。\textit{a} 晶格收缩通过减小 Mn-Te-Mn 键角实现，而 Mn-Te 键长几乎保持不变。各向异性磁性表明 MnSbTe 在 T=19\,K 以下为反铁磁有序，磁矩沿晶格 \textit{c} 轴排列。反铁磁有序温度从 MnBiTe 的 24\,K 略微降至 MnSbTe 的 19\,K。对于自旋翻转转变和磁矩饱和所需的临界磁场，观察到更剧烈的变化。随着 Sb 含量增加，两个临界场均减小，在 MnSbTe 中仅需 3\,kOe 的小场即可使磁矩饱和。在高磁场下，饱和磁矩从 MnBiTe 的 3.56/Mn 显著抑制至 MnSbTe 的 1.57/Mn。数据分析表明，层间磁相互作用和单离子各向异性均随 Sb 含量增加而减小。Bi 被 Sb 的部分替代也剧烈影响输运性质。在 x=0.63 附近观察到从 n 型到 p 型导电行为的跨变。我们的结果显示 MnBiSbTe 中结构、磁性与输运性质之间的紧密关联，且 Bi 被 Sb 部分替代是精细调控 MnBiSbTe 磁性与输运性质的有效途径。
引用
@article{arxiv.1905.00400,
title = {Evolution of structural, magnetic and transport properties in MnBi2-xSbxTe4},
author = {J. -Q. Yan and S. Okamoto and M. A. McGuire and A. F. May and R. J. McQueeney and B. C. Sales},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.00400},
year = {2019}
}