Ho$_{1-y}$Gd$_y$Al$_2$ 化合物中的自旋重取向与晶体场修正

我们对 Ho$_{1-y}$Gd$_y$Al$_2$ 化合物的自旋重取向转变进行了实验与理论研究。对 Ho$_{1-y}$Gd$_y$Al$_2$ 系列中五个选定样品（$y$ = 0、0.25、0.5、0.75 和 1.0）进行了晶体学、磁学和量热测量。结果显示，晶格参数随 Gd 含量（$x$）呈线性增加。磁化测量表明所有样品均呈现共线铁磁性。进行了比热测量以详述 HoAl$_2$ 在约 20 K 附近出现的一级自旋重取向转变（FOSRT）。此外，我们研究了 Gd 含量的增加如何影响该相变的特征。我们的结果显示自旋重取向转变温度有轻微改变，其随 HoAl$_2$ 中 Gd 增加而移向更低温度，而对于所选浓度直至 x = 0.75，该转变的一级特征得以保持。这种行为可能在宽温度范围内带来大的制冷容量（RC），这是评估此类化合物磁热效应（MCE）的重要参数。通过包含晶体场、交换和 Zeeman 相互作用的模型哈密顿量的理论分析揭示，随 Gd 含量增加，作用于 Ho 离子的晶体场发生了修正。