Co10Ge3O16 中的磁结构相变、变磁性和磁相共存
材料科学
2013-07-12 v3
摘要
Co10Ge3O16 结晶为具有交替尖晶石和岩盐层的共生结构。变温粉末同步辐射 X 射线和中子衍射、磁化率及热容实验揭示了在 T_N = 203 K 处的磁结构相变。这种菱方至单斜的相变涉及 CoO6 八面体沿轴向的轻微伸长。在 T_N 以下，施加强磁场会导致 Co^2+ Ising 自旋重新取向。这种变磁相变是一级的，证据是温度依赖性测量中观察到的潜热。该相变最初在 T = 180 K 时表现为 M-H 曲线在 H_C = 3.9 T 附近的宽泛上翘。在 T = 120 K 时上翘锐化为拐点，并出现“蝴蝶”形状，相变导致高场下的滞后，而低场下仍保持线性和可逆行为。随着温度降低，H_C 减小，且在 T = 20 K 以下正负场下的回路合并。反铁磁性由 k_M = (00 1/2) 描述，且在 T = 20 K 以下自发出现一个具有 k_M = (000) 的小未补偿分量。尽管居里 - 外斯分析和离子半径表明 Co2+ 处于高自旋态，但低温 M-H 趋向于在 M_S = 1.0 uB/Co 处饱和。我们得出结论，场诱导态是亚铁磁体，而非 S = 1/2 铁磁体。文中参考其他变磁体和 Co(II) 系统讨论了这种异常的 H-T 相图。
引用
@article{arxiv.1304.5000,
title = {Magnetostructural transition, metamagnetism, and magnetic phase coexistence in Co10Ge3O16},
author = {Phillip T. Barton and Ram Seshadri and Anna Llobet and Matthew R. Suchomel},
journal= {arXiv preprint arXiv:1304.5000},
year = {2013}
}