Epitaxial Co$_3$ZnN 中的铁磁和反铁磁相互作用
材料科学
2025-12-10 v2
摘要
反步方氮化物具有一般公式 MN，因其可调的电子和磁性属性而引起广泛关注。其中许多基于钴的化合物被预测表现出高热力学稳定性和新奇的磁性行为。本文报道了由射频溅射在 SrTiO (STO) 和 MgO 基片上生长的等向 CoZnN 薄膜的合成与磁性表征。X 射线衍射确认相纯 (00l) 指向薄膜在 STO 上的立方对立方晶体取向，其 c 轴晶格参数为 3.752 angstrom。磁性测量在 2 K 下显示明显的滞回曲线，屈服场约为 ~ 0.12 T，净磁矩小约 0.11 /f.u.，提示可能为canning 反铁磁 (AFM) 或 ferrimagnetic (FiM) 配置。温度依赖磁化 measurements 显示近 25 K 的相变，高温下表现出强烈的 AFM 相互作用 (Curie-Weiss = -80.6 K)，而在相变附近则出现较短程的铁磁相关性 ( = +9.7 K)。补充的密度泛函理论 (DFT) 和蒙特卡洛模拟表明铁磁 (FM) 基态存在，FM-AFM 能量差随着 supercell 大小的增加而系统性减小，这与 FM 和 AFM/FiM 相互作用之间的竞争相符。这些结果突出了 CoZnN 作为具有竞争交换相互作用的 magnetically 复杂反步方氮化物。
引用
@article{arxiv.2512.06516,
title = {Interplay of Ferromagnetic and Antiferromagnetic Interactions in Epitaxial Co$_3$ZnN},
author = {Sita Dugu and Sharad Mahatara and Corlyn E Regier and James R Neilson and Stephan Lany and Rebecca W. Smaha and Sage R Bauers},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.06516},
year = {2025}
}