铁磁Cr掺杂MnTe热容中的磁子与自旋态转变贡献：顺磁自旋卡洛里效应的实验证据
应用物理
2020-07-31 v1 材料科学
摘要
我们给出了铁磁(FM) Cr掺杂MnTe（Tc~280K）中磁子与自旋态转变对热容同时贡献的实验证据，其中磁子热容归因于观测到的磁子-双极载流子拖曳热功率。原始反铁磁(AFM) MnTe仅在奈尔温度TN~307K附近显示出热容中的磁子诱导峰。然而，Cr掺杂MnTe在~293K处显示出磁子贡献的热容峰，并在深顺磁域近780K处有额外峰。温度依赖的磁化率揭示，由于Cr离子引起更高晶体场，Cr掺杂最初在TN附近及以下的MnTe中产生了低自旋(LS)态Mn2+离子。高于400K时，LS Mn2+离子开始转变为高自旋(HS) Mn2+离子。Mn2+的LS到HS转变导致系统中额外熵及因此的额外热容贡献。温度依赖的X射线衍射(XRD)和磁场依赖的磁化率(M-H)分别确认了无任何结构变化和磁极化子的存在。XRD与M-H均确保顺磁域中热容峰仅由自旋态转变引起。计算了热容随温度的变化以解释各组分贡献，包括声子、磁子、自旋转变、肖特基反常和晶格膨胀所致者。随着自旋卡洛里电子学近期将自旋基效应从磁性材料扩展至顺磁材料，热容数据可在探测诸如顺磁子-载流子拖曳和自旋熵热功率等不同现象中发挥关键作用。
引用
@article{arxiv.2007.15232,
title = {Magnon and Spin Transition Contribution in Heat Capacity of Ferromagnetic Cr-doped MnTe: Experimental Evidence for a Paramagnetic Spin-Caloritronic Effect},
author = {Md Mobarak Hossain Polash and Morteza Rasoulianboroujeni and Daryoosh Vashaee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.15232},
year = {2020}
}