亚铁磁单斜 Mn$_3$As$_2$ 中向倾斜态的两步磁有序

我们利用中子粉末衍射测量报道了室温稳定单斜 Mn$_3$As$_2$ 在 3 K 和 250 K 下的磁结构。由磁测量数据确认 Mn$_3$As$_2$ 的居里温度约为 270 K。量热分析显示其在 225 K 处存在另一转变。在 270 K 时，Mn$_3$As$_2$ 在磁空间群 $C2/m$ (#12.58) 中发生 $k = 0$ 亚铁磁有序，Mn 磁矩沿 $b$ 方向。低于 225 K 时，Mn 磁矩在 $ac$ 平面内发生倾斜，在空间群 $C2/c$ (#15.85) 中产生多-$k$ 非共线磁结构。Mn 磁矩沿 $b$ 的分量遵循 $k=0$ 有序，而沿 $a$ 和 $c$ 的分量具有 $k = [0 0 \frac{1}{2}]$ 传播矢量。磁基态随温度的变化加深了对主导 Mn-As 化合物中磁有序因素的理解。