半导体 SmN 中的近零矩铁磁性
强关联电子
2009-11-13 v3
摘要
研究了化学计量比多晶薄膜中 SmN 的磁行为。所有样品均显示出铁磁有序，居里温度 (T_c) 为 27 +/- 3 K， evidenced by T_c 以下出现的磁滞现象。铁磁态的特征是非常小的磁矩和很大的矫顽场，在约 15 K 以下甚至超过了 6 T 的最大施加磁场。在最大磁场下冷却后测得的 2 K 剩余磁化强度为每个 Sm 原子 0.035 mu_B。如此显著的微小磁矩源于 SmN 中 Sm3+ 的自旋和轨道贡献近乎抵消。因此与外加磁场的耦合很弱，这解释了巨大的矫顽场。顺磁相中的磁化率显示出与温度无关的 Van Vleck 贡献和 Curie-Weiss 贡献。Van Vleck 贡献与 J=7/2 激发态和 5/2 基态的场致混合在定量上相符。Curie-Weiss 贡献返回的居里温度与铁磁磁滞的 onset 一致，并给出一个常规顺磁矩，其有效矩为每个 Sm 离子 0.4 mu_B，这与晶体场修正后的 Sm3+ 离子有效矩的预期相符。
引用
@article{arxiv.0804.1595,
title = {Near-Zero Moment Ferromagnetism in the Semiconductor SmN},
author = {C. Meyer and B. J. Ruck and J. Zhong and S. Granville and A. R. H. Preston and G. V. M. Williams and H. J. Trodahl},
journal= {arXiv preprint arXiv:0804.1595},
year = {2009}
}
备注
5 pages, 3 figures