EuFe$_2$As$_2$单晶中的变磁转变

我们报道了铁砷高温超导体的母体化合物EuFe$_2$As$_2$单晶的各向异性磁化和磁电阻测量。除了与Fe矩相关的186 K处的反铁磁自旋密度波转变外，该化合物由于Eu$^{2+}$自旋（$J=S=7/2$）的反铁磁有序而在19 K处经历另一个磁相变。后一个反铁磁态在磁场下表现出变磁转变。在2 K下施加$H\parallel c$的磁场时，磁化强度线性增加至7.0 $\mu_{B}$/f.u.（在$\mu_{0}H$=1.7 T时），然后在更高场下保持该饱和Eu$^{2+}$矩的值。在$H\parallel ab$的情况下，磁化强度呈阶梯状增加至6.6 $\mu_{B}$/f.u.，并伴有小的磁滞。鉴定出一个变磁相，其饱和矩为4.4 $\mu_{B}$/f.u.。变磁转变伴随着面内负磁电阻，反映了Eu$^{2+}$矩有序对FeAs层电导的影响。基于Eu$^{2+}$自旋的$A$型反铁磁结构，用自旋重取向和自旋反转解释了这些结果。建立了磁相图。