Mn取代GeCo2O4中的结构不均匀性与抑制的磁-结构耦合
材料科学
2025-06-18 v1
摘要
利用中子粉末衍射（NPD）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜、磁强计和热容测量，对Ge1-xMnxCo2O4（GMCO）体系进行了全面研究。与GeCo2O4（GCO）的比较分析突显了Mn取代对低温下晶体和磁结构的影响。令人惊讶的是，在目标名义组成为Ge0.5Mn0.5Co2O4的GMCO中观察到了相分离。SEM/EDX分析显示，样品主要由近似化学计量比为Mn0.74Ge0.18Co2O4的富Mn主相和组成为Ge0.91Mn0.19Co2O4的少量富Ge次相组成。尽管GCO和GMCO在室温下均结晶成立方对称性，但观察到低温结构性质存在显著差异。磁性和热容数据表明，在GMCO中，富Mn相在TC = 108 K附近出现亚铁磁有序，而富Ge相在TN = 22 K处表现出反铁磁有序。热容数据分析显示，GMCO中估计的磁熵仅达到理论值的63%。在磁有序温度以下，富Mn相中观察到共线亚铁磁排列，其特征是A位Mn和B位Co的自旋沿c方向反平行排列。在5 K时，富Mn亚铁磁相中精修的磁矩为MnA 2.31(3) μB和CoB 1.82(3) μB。富Ge次相在5 K时的磁结构与母体化合物GeCo2O4的反铁磁结构相同。该相中CoB磁矩在5 K时的精修值为2.53(3) μB。
引用
@article{arxiv.2506.14017,
title = {Structural Inhomogeneities and Suppressed Magneto-Structural Coupling in Mn-Substituted GeCo2O4},
author = {Shivani Sharma and Pooja Jain and Benny Schundelmier and Chin-Wei Wang and Poonam Yadav and Adrienn Maria Szucs and Kaya Wei and N. P. Lalla and Theo Siegrist},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.14017},
year = {2025}
}
备注
19 pages,