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关于SmN的铁磁基态

材料科学 2016-03-02 v1

摘要

SmN是一种铁磁半导体,具有不寻常的性质:一个轨道主导的磁矩被反平行的自旋贡献大部分抵消,导致近乎为零的净磁矩。然而,在对铁磁基态的理解上存在基本缺口,现有的密度泛函理论计算给出的 4f4f 磁矩值与实验数据不一致。为澄清此情况,我们采用一个有效的 4f4f 哈密顿量,纳入自旋轨道耦合、交换、晶体场以及 JJ 混合(J-mixing),来计算基态 4f4f 磁矩。我们的结果与实验数据极为吻合,揭示在块体SmN中自旋与轨道磁矩均被适度淬灭至约 2 μB2~\mu_B 的大小,而在SmN/GdN超晶格中的SmN层内增强至平均约 3 μB3~\mu_B。这些计算为近期关于SmN的研究提供了见解,这些研究表明SmN在低温下是一种非常规超导体,并在磁异质结构中展现出扭曲磁化相。

关键词

引用

@article{arxiv.1511.04820,
  title  = {On the ferromagnetic ground state of SmN},
  author = {J. F. McNulty and B. J. Ruck and H. J. Trodahl},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1511.04820},
  year   = {2016}
}