EuNi{1.95}As2 中的螺旋反铁磁有序
强关联电子
2019-10-02 v1 材料科学
摘要
具有体心四方 ThCr2Si2 结构的 EuNi2As2 中的 Eu{+2} 自旋-7/2 在尼尔温度 TN = 15 K 以下反铁磁有序，形成螺旋反铁磁（AFM）结构，其螺旋轴沿四方 c 轴排列，Eu 有序磁矩在 ab 面内铁磁排列，此前中子衍射测量已有报道 [T. Jin 等, Phys. Rev. B 99, 014425 (2019)]。本文利用单晶 X 射线衍射、各向异性磁化率 chi、等温磁化 M、热容 Cp 以及电阻率 rho 随外加磁场 H 和温度 T 的测量，研究 Bi 助熔剂生长单晶的晶体学、磁学、热学和电子输运性质。在 Ni 位发现空位，对应组分 EuNi{1.95}As2。TN 以下的 chi{ab}(T) 数据被分子场理论（MFT）很好拟合，并由拟合参数提取出螺旋转角 kd 和 Eu-Eu 海森堡交换常数。kd 值与中子衍射结果吻合良好。TN 以下零场热容的磁贡献同样由 MFT 拟合。面内等温磁化 Mab 随 H 呈现两次变磁转变，而 Mc(T = 2 K) 在 H = 14 T 前近乎线性，两者均与 MFT 一致。Mc(H,T)、rho(Hc,T) 和 Cp(Hc,T) 数据给出了分离 AFM 与顺磁相的 Hc-T 相图，与 MFT 吻合良好。ThCr2Si2 型螺旋反铁磁体 EuRh2As2 的各向异性 chi(T) 文献数据也被 MFT 很好拟合。对 M = Fe、Co、Ni、Cu 或 Rh，Pn = P 或 As 的 ThCr2Si2 型 EuM2Pn2 化合物的晶体学与磁学性质进行了比较，其中仅发现铁磁与 c 轴螺旋 AFM 结构。
引用
@article{arxiv.1907.04813,
title = {Helical Antiferromagnetic Ordering in EuNi{1.95}As2},
author = {N. S. Sangeetha and V. Smetana and A. -V. Mudring and D. C. JOhnston},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.04813},
year = {2019}
}
备注
17 pages, 5 tables, 17 captioned figures