拓扑反铁磁体EuAl$_4$与EuGa$_4$中的自旋序与涨落：一项$\mu$SR研究

我们报道了在微观层面对EuAl$_4$与EuGa$_4$单晶磁性的系统性缪子自旋旋转与弛豫($\mu$SR)研究。横跨宽温区(1.5至50 K)的横场$\mu$SR测量显示出明确的体反铁磁(AFM)转变，两者磁体积分数均接近100%。涵盖AFM与顺磁(PM)态的零场$\mu$SR测量揭示出EuAl$_4$与EuGa$_4$的内部磁场分别为$B_\mathrm{int}(0) = 0.33$ T与0.89 T。作为缪子停止位点处内场分布度量的横向缪子自旋弛豫率$\lambda_\mathrm{T}$表现出相反行为。在EuGa$_4$中，它随温度降低而减小，在零温处达极小，$\lambda_\mathrm{T}(0) = 0.71$ $\mu$s$^{-1}$。在EuAl$_4$中，它在$T_\mathrm{N}$以下显著增大，于1.5 K达到58 $\mu$s$^{-1}$，最可能反映了EuAl$_4$的AFM态中复杂磁结构与竞争相互作用。两化合物中，作为自旋涨落速率指征的纵向缪子自旋弛豫$\lambda_\mathrm{L}(T)$在AFM有序起始附近发散，随后在$T < T_\mathrm{N}$时显著下降。在AFM态中，EuAl$_4$的自旋涨落远强于EuGa$_4$，而在PM态中二者相当。$\mu$SR所提供的对抗外磁场的稳健自旋涨落证据，或可深化对EuAl$_4$与EuGa$_4$化合物中拓扑霍尔效应起源及可能磁斯格明子的理解。