磁晶各向异性可忽略的铀铁磁体——U4Ru7Ge6
强关联电子
2017-03-02 v1 其他凝聚态物理
摘要
强磁晶各向异性是铀化合物的一个众所周知的特性。本文报道的 U4Ru7Ge6 中几乎各向同性的铁磁性是一个显著的例外。我们展示了在不同温度和磁场下对 U4Ru7Ge6 单晶进行的磁化强度、交流磁化率、热膨胀、比热和电阻率测量结果，并结合第一性原理电子结构计算的结果进行讨论。U4Ru7Ge6 表现为一种巡游 5f 电子铁磁体（TC = 10.7 K，μS = 0.85 μB/f.u.，1.9 K 时）。基态易磁化方向沿立方晶格的 [111] 轴。沿 [001] 方向的各向异性场 μ0Ha 仅为约 0.3 T，这比其他铀铁磁体中的值至少小 3 个数量级。在 Tr = 5.9 K 时，易磁化方向转变为 [001]，并一直保持到 TC 温度。磁弹性相互作用在 [111]（[001]）易磁化方向的情况下，诱导顺磁立方晶格发生菱方（四方）畸变。菱方畸变与两个晶体学不等价的 U 位点相关。从头计算得到的基态磁矩为 1.01 μB/f.u.，沿 [111] 方向取向。这两个晶体学不等价的 U 位点是 U 5f 电子自旋-轨道耦合的结果。在仅比基态高 0.9 meV 的激发态中，磁矩指向 [001] 方向，与实验一致。
引用
@article{arxiv.1611.07335,
title = {Uranium ferromagnet with negligible magnetocrystalline anisotropy - $\mathrm{U_{4}Ru_{7}Ge_{6}}$},
author = {Michal Vališka and Martin Diviš and Vladimír Sechovský},
journal= {arXiv preprint arXiv:1611.07335},
year = {2017}
}