四方反歪钼钒硅氮物的铁磁有序结构
材料科学
2025-12-17 v1
摘要
氮化物反歪钛钎 MnGeN 的晶体结构与磁结构揭示了源于 Mn 原子形成的扭曲卡格柏晶格的铁磁有序。通过固态反应合成多晶体 MnGeN，并采用中子粉末衍射、直流磁性测量和第一性子计算进行表征。Rietveld 细化结果显示近似化学计量组成（MnGeN）采用 = 500 K 及以下的四方 结构，特征为轴向扭曲和倾斜的 [NMn] 八面体，导致 Mn 卡格柏晶格出现波纹。加热时，四方扭曲和八面体倾斜角持续减小，直至在 524 K 处转变为立方 反歪钛钎相。中子衍射和磁性测量联合揭示了非共线铁磁有序。对于 K 500 K，磁结构由单个传播矢量描述， = (0, 0, 0)，其中 Mn1 和 Mn2 亚格子呈反铁磁耦合，产生净磁矩。密度泛函理论计算表明，不同 Mn-N 键长导致的带宽差异产生了不同的局部磁矩。亚格子磁矩随温度变化表明，在约 380 K 附近出现了类似补偿的 Mn1- 和 Mn2- 导起的磁化 crossover。这些发现揭示了 MnGeN 磁性和结构行为中以前未被认识的细微差别，突显了结构扭曲、磁性有序和电子结构在卡格柏-derived 反歪钛钎材料中的相互作用。
引用
@article{arxiv.2512.14571,
title = {Ferrimagnetic Order in Tetragonal Antiperovskite Mn$_3$GeN},
author = {Shaun O'Donnell and Corlyn Regier and Sharad Mahatara and H. Cein Mandujano and Efrain E. Rodriguez and Danielle R. Yahne and Stephan Lany and Sage R. Bauers and Rebecca W. Smaha and James R. Neilson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.14571},
year = {2025}
}