Distinct itinerant spin-density waves and local-moment antiferromagnetism in an intermetallic ErPd$_2$Si$_2$ single crystal
确定磁性的性质,巡回或本地化,仍然是凝聚态科学的一个主要挑战。铁磁局域磁矩只出现在磁性绝缘体中,而巡游磁矩或多或少地与金属化合物(如掺杂铜酸盐或铁基超导体)中的局域磁矩共存,阻碍了对磁性在超导性或磁阻等现象中的作用的深入理解。在这里,我们区分两个反铁磁调制与各自的传播波矢量$Q_{\pm}$ =($H \pm 0.557(1)$,0,$L \pm 0.150(1)$)和$Q_\text{C}$ =($H \pm 0.564(1)$,0,$L$),其中$\left(H, L\right)$允许米勒指数,在ErPd $_2$ Si $_2$单晶的中子散射,并建立各自的温度和场相关的相图。调制可以共存,但也竞争,这取决于温度或施加的场强。它们与底层晶格的耦合方式不同,尽管在同一方向上具有相关的力矩。的$Q_{\pm}$调制可归因于本地化的4 \emph{f}时刻,而$Q_\text{C}$相关以及与巡回导带,我们的运输研究的支持。因此,ErPd $_2$ Si $_2$代表了一种新的模型化合物,它显示出清晰分离的巡回和本地化的时刻,证实了早期的理论预测,并提供了一个独特的平台,允许在本地化的反铁磁矩阵巡回电子行为的研究。
2015-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Probing the localized to itinerant behavior of the 4f electron in CeIn3-xSnx by Gd3+ electron spin resonance
CeIn 3-xSnx立方重费米子系统在T_N = 10 K时出现反铁磁转变,当x = 0时,当Sn的临界浓度为xc~0.65时,反铁磁转变持续下降到0 K.在T_N-> 0附近,由于反铁磁临界涨落,系统表现出非费米液体行为。对于高Sn含量,x> 2.2,存在中间价效应。在这项工作中,我们表明,Gd 3+掺杂的电子自旋共振(ESR)探针的Ce 4f电子的字符的变化,作为Sn取代的函数。Gd~(3+)的ESR结果表明,Ce~(4f)的自旋行为从局域态向巡游态转变。在量子临界点附近,在磁相图的反铁磁侧,局域化和巡回行为共存。
2012-09-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic Structure of the Metallic Antiferromagnet PdCrO$_2$ Measured by Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy
PdCrO $_2$是一种引起人们兴趣的材料,因为它具有与流动的Pd 4d电子相关的金属导电性和由局部Cr自旋产生的反铁磁有序共存。一个中心问题是确定磁序耦合到传导电子的程度。在这里,我们进行角分辨光电子能谱(ARPES)的实验表征的电子结构。我们发现费米面同时具有体态和表面态的贡献,这一点可以通过实验区分并通过平板能带结构计算得到理论验证。在反铁磁状态下,体费米表面没有电子重构的迹象。这一观察结果表明,有可以忽略不计的相互作用之间的本地化铬自旋结构和巡游钯电子测量的ARPES。
2013-09-05 cond-mat.mtrl-sci
Damped spin-wave excitations in the itinerant antiferromagnet $γ$-Fe$_{0.7}$Mn$_{0.3}$
用非弹性中子散射技术研究了$γ$-Fe $_{0.7}$ Mn $_{0.3}$反铁磁态的集体自旋波激发.自旋激发保持各向同性的高激发能,${\hbarω}= 78$ meV。在40 meV以上,激发逐渐变宽和衰减。在${\hbarω} = 78$ meV处,阻尼参数$γ$达到110(16)meV,这比其他金属化合物(例如,CaFe $_2$ As $_2$(24 meV)、La $_{2-2x}$ Sr $_{1+2x}$ Mn $_2$ O $_7$($52-72$ meV)和Mn $_{90}$ Cu $_{10}$(88 meV)。此外,自旋波色散显示出偏离关系$({\hbarω})^2 = c^2q^2 + Δ^2$高于40 meV。在此能量以上的群速度增加到470(40)meV,这比在低能量下的群速度$c = 226(5)$ meV要高。这些结果可能表明,自旋波激发合并与连续的个别粒子-空穴激发在40毫电子伏。
2017-05-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Antiferromagnetic fluctuations and orbital-selective Mott transition in the van der Waals ferromagnet Fe3-xGeTe2
Fe 3-xGeTe 2是一种层状磁性范德华材料,在基础研究和应用研究中都很有意义。尽管观察到了有趣的物理性质,但甚至在与磁性相关的基本特征上也存在悬而未决的问题:它是一个简单的铁磁体还是存在反铁磁制度,以及矩是局部的还是巡回的。在这里,我们证明了反铁磁自旋涨落共存的铁磁性,通过全面的弹性和非弹性中子散射和热力学测量。我们的实际动力学平均场论计算表明,竞争的磁涨落是由轨道选择性的莫特跃迁,其中只有平面垂直的Fe(3d)流形的a1 g轨道保持巡回。我们的研究结果突出了Fe 3-xGeTe 2中的多轨道特性,该特性支持这种材料中本地和巡回物理学的罕见共存。
2022-11-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Robust room temperature ferromagnetism in an itinerant van der Waals antiferromagnet
本文发现巡游型范德瓦尔斯反铁磁体 (Fe0.56Co0.44)5GeTe2 在剥离至单层时仍保持至室温的铁磁序,并展现奇偶层数效应及低温偶数层稳健铁磁性。
2023-11-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el quant-ph
Evidence of strong antiferromagnetic coupling between localized and itinerant electrons in ferromagnetic Sr2FeMoO6
磁直流磁化率($χ$)和电子自旋共振(ESR)测量的顺磁制度,提出。我们发现了具有铁磁$Θ= 446(5)$ K和$μ_{eff} = 4.72(9) μ_{B}/f.u.$的$χ$(T)的居里-外斯(CW)行为,这低于对$Fe^{3+}(5.9μ_{B})$或$Fe^{2+}(4.9μ_{B})$离子的预期。ESR g因子$g = 2.01(2)$与$Fe^{3+}$相关。我们得到了一个很好的描述实验中的两个相互作用的亚晶格:本地化的$Fe^{3+}$($3d^{5}$)核心和离域电子。在平均场近似下求解耦合方程,假设巡游电子的裸磁化率与$T$无关。我们得到了$χ_{e}^{0} = 3.7$ $10^{-4}$ emu/mol。我们发现,$μ_{eff}$的减少$Fe^{3+}$产生的强反铁磁(AFM)的两个亚晶格之间的相互作用。与经典的亚铁磁体不同,我们发现$Θ$是铁磁性的。在同一模型下,我们证明了ESR谱可以用Bloch-Hasegawa型方程描述。没有$g$ -位移证明了瓶颈。令人惊讶的是,如在CMR锰氧化物中观察到的,尽管存在强磁耦合,但没有检测到ESR线宽的变窄效应。这些结果提供的证据表明,磁秩序在$Sr_{2}FeMoO_{6}$不起源于超交换相互作用,但从一个新的机制最近提出的双钙钛矿。
2002-05-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interplay between local moment and itinerant magnetism in the layered metallic antiferromagnet TaFe$_{1.14}$Te$_3$
本研究合成了层状金属反铁磁体TaFe$_{1.14}$Te$_3$,通过磁化与磁输运测量揭示了其稳健的反铁磁序及磁电强耦合现象,并利用角分辨光电子能谱阐明了巡游电子与局域磁矩的相互作用驱动磁转变,确立了其作为2D自旋电子学平台的潜力。
2023-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall magnetoresistance in antiferromagnet/normal metal bilayers
我们预测出现自旋霍尔磁电阻的磁性双层组成的正常金属相邻的反铁磁体。基于最近导出的漂移扩散方程,我们表明双层的电阻取决于与电流的横向方向和Néel序参量之间的相对角度。虽然这种效应与最近报道的铁磁双层膜中的自旋霍尔磁电阻具有惊人的相似性,但在本例中,其物理起源归因于反铁磁体中巡回自旋的各向异性自旋弛豫。
2016-09-21 cond-mat.mtrl-sci
Non-collinear spin-density wave antiferromagnetism in FeAs
我们提出了流动的单砷化物,FeAs,与B31结构的磁结构。粉末中子衍射证实了在4 K时波矢量$\mathbf{q} = (0.395\pm0.001)\mathbf{c}^*$的无公度调制磁性,但不能区分简单的螺旋和共线自旋密度波结构。偏振单晶衍射证实,该结构最好描述为非共线自旋密度波,其由巡游和局部化行为的组合产生,其中沿b轴方向的自旋振幅比a轴方向的自旋振幅大(15 $\pm$ 5)%。此外,传播矢量是温度依赖性的,并且在临界点附近的磁化强度指示二维海森堡系统。最简单的砷化铁的磁性性质对于理解局域磁性和巡回磁性与超导性之间的相互作用至关重要。
2011-05-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Spin dynamics in itinerant antiferromagnet SrCr$_2$As$_2$
该研究通过第一性原理计算和非弹性中子散射,揭示了巡游反铁磁体SrCr$_2$As$_2$中无反竞争磁相互作用的自旋动力学,并验证了理论模型与实验的一致性。
2025-04-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Spin Resistivity in Frustrated Antiferromagnets
本文用蒙特卡罗模拟研究了阻挫反铁磁面心立方薄膜中的自旋输运。在伊辛自旋模型的情况下,我们发现自旋电阻率随温度的变化在相变温度处呈现不连续性:向上跳跃或向下下降,取决于有多少平行和反平行的局域自旋与给定的巡游自旋相互作用。分析了表面效应以及两种简并态对电阻率的影响。与非阻挫反铁磁体的比较,突出了阻挫效应。我们也给出并讨论了海森堡自旋模型在同一晶格上的结果。
2010-12-29 cond-mat.mtrl-sci
Microscopic characterization of the magnetic properties of the itinerant antiferromagnet La2Ni7 by 139La NMR/NQR measurements
本文利用139La NMR/NQR测量研究了巡游反铁磁体La2Ni7的微观磁性,揭示了其反铁磁态中Ni有序磁矩沿c轴排列且呈非均匀分布,并表明该材料磁性兼具巡游与局域特征。
2023-07-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
On the magnetic contribution of itinerant electrons to neutron diffraction in the topological antiferromagnet CeAlGe
研究通过覆盖低、高动量转移的中子衍射精修 CeAlGe 的多 k 磁结构,证明局域 Ce 磁矩模型可解释零级磁卫星峰,并揭示半整数拓扑荷自旋织构。
2025-09-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Itinerant ferromagnetism in a spin-fermion model for diluted spin systems
我们研究了巡游铁磁性使用稀释自旋费米子模型,来自排斥哈伯德模型,其中巡游费米子反铁磁耦合辅助场在一个三维简单立方晶格。我们的重点,特别是了解自旋依赖的输运性质的巡回费米子在杂质带考虑位置无序的辅助领域。对于在位排斥$U$ $\sim$带宽,限制在杂质带中的巡游载流子的密度,在确定系统的动能和因此载流子自旋极化中起关键作用。我们的半经典蒙特卡罗计算表明,载流子自旋的铁磁转变温度确实随载流子密度表现出优化行为。我们详细计算了输运性质,建立了载流子的磁性和输运性质之间的一一对应关系。微扰区以外的结果对理解稀磁半导体的铁磁性有重要意义。
2022-01-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic ordering in mackinawite (tetragonal FeS): evidence for strong itinerant spin fluctuations
麦基诺石是一种天然存在的层状FeS矿物,在地球化学循环中非常重要,最近,对微生物燃料电池的发展也很重要。关于这种矿物的磁性,已经发表了验证结果,穆斯堡尔谱表明没有磁性有序,密度泛函理论预测反铁磁基态,类似于铁基高温超导体,它是同构的,并且已知磁性被强烈的巡回自旋波动抑制。我们研究了后者的可能性mackinawite使用光电子能谱(PES),近边X射线吸收精细结构光谱(XAS),和密度泛函理论(DFT)计算。我们的Fe 3s芯能级PES谱显示出明显的交换能劈裂(2.9 eV),与Fe离子上1 μB的磁矩一致,而Fe L边XAS谱显示出与Fe金属中的Fe 3d电子类似的离域的Fe 3d电子。密度泛函理论计算表明,mackinawite的基态是单条纹反铁磁的,Fe的磁矩(2.7 μB)明显大于实验估计值,并且对S的高度和晶格参数有很强的依赖性.如果强自旋涨落是铁基超导体中电子配对的介导者,那么我们推测mackinawite可能是最简单的铁基超导体之一。
2011-02-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Altermagnetism from interaction-driven itinerant magnetism
本文提出利用Hubbard局域排斥与van Hove奇点巡游磁性之间的相互作用实现交变磁性,证明其在广泛相互作用和掺杂范围内稳定,并重点研究了自旋-电荷转换比的可调性。
2024-10-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interplay between localized and itinerant magnetism in Co substituted FeGa$_3$
采用电阻率、磁化强度、从头算能带结构计算和$^{69,71}$ Ga核自旋-晶格弛豫$1/T_1$等方法,研究了Co替代Fe后固溶体Fe $_{1-x}$ Co $_x$ Ga $_3$的电子结构和磁性的演变.电阻率的温度依赖性表明,在Fe $_{1-x}$ Co $_x$ Ga $_3$系统从半导体到金属态的演变发生在$0.025<x<0.075$。在$2\!-\!300$ K的宽温度范围内,研究了浓度为$x = 0.0,$、$0.5,$和$1.0$的$^{69,71}(1/T_1)$与温度的函数关系。在母体半导体化合物FeGa $_3$中,$^{69}(1/T_1)$的温度依赖性在约$T\!\sim\!6$ K处表现出巨大的最大值,表明存在带隙态。相反的二元化合物CoGa $_3$与$1/T_1$ $\propto T$表现出金属Korringa行为。在Fe $_{0.5}$ Co $_{0.5}$ Ga $_3$中,由于自旋涨落,弛豫强烈增强,并且遵循$1/T_1\propto T^{1/2}$,这是弱和近反铁磁金属的独特特征。这种巡回反铁磁行为与两种磁化测量形成对比,显示出具有约0.7 $μ_B$ /f.u.的相对低的有效矩的局部磁性,和从头算能带结构计算,其中有序矩为0.5 $μ_B$ /f. u的铁磁态进行了预测讨论了局域磁化和巡游磁化(包括带隙态和自旋涨落)之间的相互…
2013-11-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetization dynamics and damping due to electron-phonon scattering in a ferrimagnetic exchange model
本文提出了一种磁性“玩具”模型磁化阻尼的微观计算方法。“磁性系统由反铁磁耦合到局域自旋的无色散带的巡回载体组成,磁化阻尼是由于在存在自旋轨道耦合的情况下巡回载体耦合到声子浴。使用平均场近似的动力学交换模型,并假设自旋轨道耦合的Rashba形式,我们推导出玻尔兹曼散射积分的分布和自旋相干性的情况下,反铁磁交换分裂,包括仔细分析寿命加宽和磁隙之间的连接。对于Elliott-Yafet型巡游自旋动力学,我们从对应于磁化矢量倾斜的初始条件中提取失相和磁化时间T_1和T_2,并与Landau-Lifshitz或Gilbert阻尼等唯象方程进行比较。我们还分析了该系统的磁化旋进和阻尼,包括各向异性场,并发现通过平均场耦合的载体介导的定域自旋的退相。
2014-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin excitations in the kagome-lattice metallic antiferromagnet Fe$_{0.89}$Co$_{0.11}$Sn
Kagome晶格材料在超导、量子自旋液体态和拓扑电子结构等方面具有广阔的应用前景,引起了人们极大的兴趣。其中,过渡金属kagome晶格是拓扑性质,丰富的磁性和多轨道物理相结合的备受瞩目的对象。本文报道了kagome晶格反铁磁金属Fe $_{0.89}$ Co $_{0.11}$ Sn自旋动力学的非弹性中子散射研究。虽然可以观察到的磁激发高达$\sim$ 250 meV,定义明确的自旋波仅被确定低于$\sim$ 90 meV,可以使用海森堡交换与铁磁面内最近邻耦合$J_1$,面内次最近邻耦合$J_2$,和反铁磁(AFM)层间耦合$J_c$线性自旋波理论下。在$\sim$ 90 meV以上,自旋波进入巡回斯通纳连续区,成为高阻尼的粒子-空穴激发。在布里渊区的K点,我们揭示了一个可能的自旋波带交叉,这表明一个潜在的狄拉克磁振子。结果揭示了Fe $_{0.89}$ Co $_{0.11}$ Sn中自旋激发从平面AFM态到轴向AFM态的演化,求解了两种态的磁巡游量,证实了哈密顿磁性对自旋激发的显著影响.
2022-12-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el