Eu$_{10}$Hg$_{55}$ 中的异常磁序

在固态化合物中，铕的价态有时可能是混合的——这在具有多个铕原子位置的结构中尤其常见。在这项工作中，我们研究了基于 Eu 的金属间非中心对称体系 Eu$_{10}$Hg$_{55}$，其每个晶胞包含 65 个原子，铕有 4 个不同的晶体学位置，汞有 17 个位置。我们对大块单晶磁性的详细分析表明，Eu$_{10}$Hg$_{55}$ 中的铕可能以两种价态存在，导致了一种脆弱的磁性基态。由于笼状结构中 Eu 原子间距较大，这些原子呈弱铁磁耦合，Eu$_{10}$Hg$_{55}$ 在低温下（低于 $T_{1} = 5.5$ K）有序，随后在 $T_{2} = 4.3$ K 发生自旋重取向。没有磁阻挫的迹象。有趣的是，铕亚晶格的磁有序化导致了磁化强度极反转，并伴随弱亚铁磁基态。施加适度的外部磁场可以诱导出额外的磁相。