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Cr$_{1+x}$Pt$_{5-x}$P中的高温铁磁性

材料科学 2022-11-04 v1

摘要

我们展示了Cr1+x_{1+x}Pt5x_{5-x}P的生长及其基本磁性和输运性质。我们表明,通过向基于Pt-P的熔体中加入稀量Cr形成高温溶液,可轻易生长出单晶。与其他1-5-1化合物类似,Cr1+x_{1+x}Pt5x_{5-x}P采用四方P4/mmm结构,由面共享的CrPt3_3类 slab 沿c轴被P原子层隔开构成。EDS和X射线衍射测量均表明Cr1+x_{1+x}Pt5x_{5-x}P在Cr与Pt原子间存在混合占位,类似于密切相关化合物CrPt3_3中的情况,实际组成为Cr1.5_{1.5}Pt4.5_{4.5}P(x = 0.5)。我们报道Cr1.5_{1.5}Pt4.5_{4.5}P在TC_C = 464.5 K发生铁磁有序,在1.8 K时饱和磁矩约为2.1 μB\mu_{\textit{B}}/Cr。可能由于大量高原子序数Pt原子相关的强自旋轨道耦合,Cr1.5_{1.5}Pt4.5_{4.5}P具有极强的面内各向异性,在1.8 K和300 K时估算各向异性场分别为345 kOe和220 kOe。Cr1.5_{1.5}Pt4.5_{4.5}P的电阻呈金属性温度依赖,磁电阻相对较弱。电子能带结构计算显示CrPt5_5P在费米能级附近态密度有大峰,在铁磁态中分裂为自旋多数和少数带。此外,计算表明在费米能级附近Cr-3d与Pt-5d态有显著杂化,与实验测量的各向异性一致。

关键词

引用

@article{arxiv.2211.01491,
  title  = {High Temperature Ferromagnetism in Cr$_{1+x}$Pt$_{5-x}$P},
  author = {Tyler J. Slade and Nao Furukawa and Tanner R. Smith and Juan Schmidt and Ranuri S. Dissanayaka Mudiyanselage and Lin-Lin Wang and Weiwei Xie and Sergey L. Budko and Paul C. Canfield},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2211.01491},
  year   = {2022}
}