利用非弹性中子散射探测面内金属反铁磁体 Fe$_2$As 中强烈的二维交换相互作用
材料科学
2020-11-24 v2
摘要
为理解 CuSb 结构类型材料中的自旋相互作用，我们在不同温度和入射中子能量下检测了 FeAs 单晶的非弹性中子散射。实验声子谱与由密度泛函理论（DFT）计算得到的模拟声子谱吻合良好。将测得的自旋波谱与通过线性自旋波理论获得的模拟自旋波谱进行比较，其中交换耦合常数使用 Zhang 等人（2013）中的自旋极化相对论性 Korringa-Kohn-Rostoker 方法计算。模拟自旋波谱与实验数据大体一致，尽管沿 方向的能量值被低估。通过对实验自旋波谱进行拟合精修了 Fe 原子间的交换耦合常数，揭示出比先前报道更强的近邻 Fe1-Fe1 交换耦合。尽管声子相互作用具有三维特性，该交换耦合的强度仍比其他交换相互作用几乎高一个数量级。在 60 meV 以上能量缺乏散射强度，使得无约束地确定全部交换相互作用变得困难，这或许是金属反铁磁体中的一个根本性挑战。
引用
@article{arxiv.2008.05050,
title = {Strongly two-dimensional exchange interactions in the in-plane metallic antiferromagnet Fe$_2$As probed by inelastic neutron scattering},
author = {Manohar H. Karigerasi and Kisung Kang and Garrett E. Granroth and Arnab Banerjee and André Schleife and Daniel P. Shoemaker},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.05050},
year = {2020}
}
备注
8 pages, 5 figures, 1 table