单晶中子衍射揭示 FeCrAs 中的自旋重取向

利用单晶中子衍射，我们考察了兼具金属与绝缘体特征的“非金属于金属”化合物 FeCrAs 的磁结构随温度的变化。发现磁传播矢量为 $\mathit{k}$ = (1/3, 1/3, 0)，且磁反射在 $\mathit{T_{N}}$ = 116(1) K 以上消失。在基态中，Cr 子晶格呈现面内螺旋反铁磁序。由于畸变 Kagome 晶格中的强磁阻挫或 Cr 磁性的巡游本质，Cr 离子的磁矩尺寸较小，并在不同格点上介于 0.8 与 1.4 $\mu_{B}$ 之间变化，符合自旋密度波（SDW）型有序的预期。Fe 子晶格上磁矩的上限估计小于 0.1 $\mu_{B}$。随着温度升至 95 K，Cr 磁矩逐渐倾出 $\mathit{ab}$ 平面，面内分量被抑制而面外分量相应增大。Cr 磁矩的这一自旋重取向可解释 $\mathit{c}$ 方向磁化率在 $\mathit{T_{O}}$ ~ 100 K 处的下陷以及磁序参数中的扭折——这一此前未获解释的第二磁转变。我们还讨论了 FeCrAs 与模型巡游磁体 Cr 的相似性，后者呈现自旋翻转转变与 SDW 型反铁磁性。