赤铁矿中的弱铁磁性与时间稳定剩磁：形状、尺寸与形貌的影响
强关联电子
2019-09-04 v1
摘要
我们最近证实，若干由 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用驱动的倾斜反铁磁体或弱铁磁体（WFM），包括赤铁矿，表现出极慢的磁化弛豫现象，从而导致时间稳定剩磁的观测（Phys. Rev. B 96, 104422 (2017)）。本工作中，我们致力于优化赤铁矿晶体的这种时间稳定剩磁的大小，作为形状、尺寸和形貌的函数。与以规则形貌（如长方体或六方板）生长的晶体相比，由超小纳米颗粒组成的多孔赤铁矿中观察到这种独特剩磁的大小显著增强。该时间稳定剩磁表现出随磁场的峰状模式，在多孔样品中更为尖锐。与 WFM 相相关的自旋倾斜的程度和大小可通过该剩磁的存在及其不寻常的磁场依赖性来最佳衡量。晶格参数的温度变化揭示了应变效应与改变主要超交换路径相关键长和键角的关联，后者系统性地改变了时间稳定剩磁的大小。本研究为赤铁矿中反复冷却时磁化大小异常这一长期问题提供了见解。我们的数据限定了这些异常，我们认为其源于与 WFM 相相关的自发自旋倾斜。我们的结果也阐明了为何在块体磁化测量中热循环协议对于同时具有倾斜和反铁磁纯相的赤铁矿更为关键。
引用
@article{arxiv.1811.05231,
title = {Weak Ferromagnetism and Time-Stable Remanence in Hematite: Effect of Shape, Size and Morphology},
author = {Namrata Pattanayak and Arpan Bhattacharyya and Shruti Chakravarty and Ashna Bajpai},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.05231},
year = {2019}
}