Zn_(1-x)Mn_xO 中的磁化分步：四个最大交换常数和单向各向异性
凝聚态物理
2012-08-27 v1
摘要
在 Zn_(1-x)Mn_xO 单晶中观察到来自 Mn 配对的磁化分步（MST），其中 x=0.0056至0.030，以及一个粉末样品（x=0.029）。从测量在脉冲磁场 H（最高达 500 kOe）下的微分磁化率 dM/dH 中获得了最大两个交换常数 J1/kB=-18.2±0.5K 和 J1'/kB=-24.3±0.6K。这两个最大的 J 值与 wurtzite 结构中两个不等价的最近邻 (NN) 相关联。J1 与 J1' 之间 29% 的差异显著大于 CdS:Mn 中的 13% 和 CdSe:Mn 中的 15%。脉冲场数据还表明，尽管样品直接接触于超流体氦浴，脉冲持续 7.4 ms 时仍发生显著的非热平衡。第三个和第四大的 J 值则从 20 mK 下测得的磁化 M 中获得，测量磁场 H 最高达 90 kOe，研究了 H||c 和 H||[10-10] 两个方向。[10-10] 方向垂直于 c 轴 [0001]。按定义，不是 NN 的邻居称为远邻 (DN)。最大 DN 交换常数（总体上排第三个），值为 J/kB=-0.543±0.005K，关联 DN 位于 r=c 处。由于这并非最近的 DN，此结果表明 J 值随距离 r 递增并非单调递减。第二个最大的 DN 交换常数（总体排第四），值为 J/kB=-0.080K，关联具有配位数 z=12 的邻居中的一个，但证据不足以确定唯一选择。磁化 M 随 H 方向变化给出 D/kB=-0.039±0.008K，与早期 EPR 工作中的 -0.031K 相当。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0310591,
title = {Magnetization steps in Zn_(1-x)Mn_xO: Four largest exchange constants and single-ion anisotropy},
author = {X. Gratens and V. Bindilatti and N. F. Oliveira, and Y. Shapira and S. Foner and Z. Golacki and T. E. Haas},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0310591},
year = {2012}
}
备注
12 pages, 10 figures. Submitted to PRB