零磁化铁磁体 Sm$_{1-x}$Gd$_x$Al$_2$ (x = 0.024) 的极化单晶中子衍射研究
强关联电子
2018-02-28 v1 材料科学
摘要
我们通过结合极化与非极化单晶中子衍射数据，确定了零磁化铁磁体 SmGdAl (x = 0.024) 中自旋与轨道磁矩随温度的演化。极化中子技术的高灵敏度使得磁矩值的测定精度达到 ~\mub。我们的结果清楚地表明，当被 8T 磁场磁化时，SmGdAl 中的自旋与轨道磁矩方向相反，因此净磁化强度非常小。在 60 K 以下，自旋与轨道运动的贡献均约为 2\mub，其中轨道运动导致的贡献略大于自旋导致的贡献。在 60 至 65 K 之间，两者对磁化强度的贡献迅速下降，并在 \Tcomp\ K 处变号，在此温度以上排列磁矩恢复，但轨道磁化仍略高于自旋磁化。这些结果意味着在 \Tcomp\ 以上，\smion\ 离子的微小合磁矩方向与磁化场相反。我们认为这一反常现象源于与掺杂 Gd 离子相关的传导电子自旋极化。
引用
@article{arxiv.1711.05988,
title = {Polarized single crystal neutron diffraction study of the zero-magnetization ferromagnet Sm$_{1-x}$Gd$_x$Al$_2$ (x = 0.024)},
author = {T. Chatterji and A. Stunault and P. J. Brown},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.05988},
year = {2018}
}