LaMn$_x$Sb$_2$ 中由空位调控的磁性
材料科学
2023-08-25 v1
摘要
层状 ATMPn(A = 碱土或稀土原子，TM = 过渡金属，Pn = Sb、Bi)化合物因其丰富的磁性与电子结构拓扑而被广泛研究。本文表征了 ATMPn 家族中研究较少的成员 LaMnSb 的物理性质。LaMnSb 形成时具有本征 Mn 空位，我们展示了通过对 Mn 占据率的合成控制制备出 x = 0.74-0.97 的单晶。磁化与输运测量表明，LaMnSb 具有丰富的温度-成分(T-x)磁相图，其物理性质受 Mn 占据率强烈影响。LaMnSb 在 T = 130--180 K 反铁磁有序，且 T 随 x 增大而升高。在 T 以下，T-x 相图较为复杂。高 x 时存在第二个转变 T，其温度随 x 降低而下降，在 x 0.85 以下消失。在 x 0.92 处检测到第三个一级转变 T，其转变温度随 x 降低而升高，在 x 0.9 附近超过 T。当 x 0.79 时，晶体结构由 P4/nmm 排列变为具部分有序 Mn 空位的 I2m 结构。晶体结构的变化导致出现两个新的低温相，以及负磁电阻与正磁电阻区间之间的交叉。最后，我们给出 x = 0.93 的中子衍射结果，发现高 x 组分先采用 G 型反铁磁(AFM)结构，Mn 磁矩在 ab 面内排列，冷却后发生第二次转变，变为磁矩在基面内旋转的不同非共线结构。我们的结果表明，LaMnSb 是一种高度可调的材料，依 T 和 x 不同具有六种独特的磁有序相。
引用
@article{arxiv.2308.12397,
title = {Vacancy Tuned Magnetism in LaMn$_x$Sb$_2$},
author = {Tyler J. Slade and Aashish Sapkota and John M. Wilde and Qiang Zhang and Lin-Lin Wang and Saul H. Lapidus and Juan Schmidt and Thomas Heitmann and Sergey L. Budko and Paul C. Canfield},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.12397},
year = {2023}
}