通过磁化率、热容、电阻率和 NMR 测量的巡游 G 型反铁磁体 SrCr2As2 研究

通过电阻率 $\rho$、热容 $C_{\rm p}$、磁化率 $\chi$ 随温度 $T$ 的变化以及磁化强度 $M$ 随外加磁场 $H$ 的等温测量,还有在宽温区 $T$ = 1.6--900 K 内的 $^{75}$As 与 $^{53}$Cr 核磁共振(NMR)测量,研究了具有体心四方 ThCr$_2$Si$_2$ 结构的巡游反铁磁(AFM)SrCr$_2$As$_2$ 单晶与多晶形式的物理性质。由 $\chi(T)$ 与 $^{75}$As NMR 测量确定了 $T_{\rm N}$ = 615(15) K 以下的 G 型 AFM 态,与先前中子衍射测量一致。$^{53}$Cr NMR 谱在 $H$ = 0 下的观测给出了 Cr 自旋磁有序的直接证据。由单晶 SrCr$_2$As$_2$ 在 AFM 态下沿两个不同磁场方向 $H||ab$ 与 $H||c$ 的 $\chi(T)$ 测量显示,Cr 有序矩在 G 型 AFM 态中沿 $c$ 轴排列。金属态由 $\rho$、$C_{\rm p}$ 与 NMR 测量直接证实,并估计 AFM 态中费米能处态密度 ${\cal D}(E_{\rm F})$ 为 7.53 states/eV f.u.(两自旋方向),几乎是第一性原理计算所得裸 ${\cal D}(E_{\rm F})$ 的两倍,表明 AFM 态中传导载流子质量增强为两倍。发现 ${\cal D}(E_{\rm F})$ 在至少 100 K 以下近为常数且与 $H$ 无关。$\rho(T)$ 在 $T_{\rm N}$ 以上呈 $T$ 线性行为,在 $T_{\rm N}$ 以下呈现正曲率,并观察到磁有序时自旋无序散射的显著损失。