Field-induced canting of magnetic moments in GdCo5 at finite temperature: first-principles calculations and high-field measurements
Christopher E. Patrick, Santosh Kumar, Kathrin Götze, Matthew J. Pearce, John Singleton, George Rowlands, Geetha Balakrishnan, Martin R. Lees, Paul A. Goddard, Julie B. Staunton
We present calculations and experimental measurements of the temperature-dependent magnetization of a single crystal of GdCo$_5$ in magnetic fields of order 60 T. At zero temperature the calculations, based on density-functional theory in the disordered-local-moment picture, predict a field-induced transition from an antiferromagnetic to a canted alignment of Gd and Co moments at 46.1 T. At higher temperatures the calculations find this critical field to increase along with the zero-field magnetization. The experimental measurements observe this transition to occur between 44-48 T at 1.4 K. Up to temperatures of at least 100 K, the experiments continue to observe the transition; however, at variance with the calculations, no strong temperature dependence of the critical field is apparent. We assign this difference to the inaccurate description of the zero-field magnetization of the calculations at low temperatures, due to the use of classical statistical mechanics. Correcting for this effect, we recover a consistent description of the high-field magnetization of GdCo$_5$ from theory and experiment.
Surface spin canting in Fe3O4 and CoFe2O4 nanoparticles probed by high resolution electron energy loss spectroscopy
利用高分辨电子能量损失谱（HR-EELS）研究了两种重要磁性材料Fe 3 O 4和CoFe 2 O 4（CFO）纳米颗粒的表面自旋倾斜。软实验技术的发展，是能够提取EELS光谱与一个原子平面分辨率记录在一个单一的帧。这在纳米颗粒从表面到核心区域的不同深度处产生信息，具有高信噪比并且没有光束损伤。这使得能够比较纳米颗粒的表面和核心区域之间的精细结构。结果证实了早期观察到的均匀取向的自旋倾斜结构的CFO与原子的位置选择性自旋倾斜信息的额外信息。在Fe_3O_4择优取向的情况下，形成核壳结构。与先前基于极化自旋翻转中子散射测量的报告不同，可以从实验光谱结合基于第一原理的计算考虑非共线磁性来缩小Fe 3 O 4（Td，Oh倾斜40°，40°）和CFO（Td，Oh倾斜17°，17°）的可能倾斜角。此外，Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用在稳定在纳米粒子表面的自旋倾斜的作用进行了讨论。结果表明，HREELS可以是一个强大的技术来探测纳米尺度系统中的磁结构，并具有优越的空间分辨率，网站特定的信息和易于样品制备方面的中子为基础的技术的优势。
Evidence of Ba substitution induced spin-canting in the magnetic Weyl semimetal EuCd$_2$As$_2$
最近，EuCd $_2$ As $_2$被预测为磁性Weyl半金属，具有由A型反铁磁性产生的孤对Weyl节点，并受到旋转对称性的保护。然而，很快就发现实际的磁性结构打破了旋转对称性，内部压力后来被认为是稳定所需磁性状态的途径。在这项工作中，我们通过合成一系列的Eu $_{1-x}$ Ba $_x$ Cd $_2$ As $_2$单晶，并通过实验技术和第一性原理计算研究它们的结构，磁性和输运性质来验证这一预测。我们发现，小浓度的Ba（$\sim 3-10\% $）导致一个小的面外倾斜的Eu时刻。然而，对于更高的浓度，这种效果被抑制，几乎在平面模型被恢复。研究的输运性质，我们发现，所有的组合物显示的异常霍尔效应的内在机制，以及在纵向通道中的大的负磁阻为主的证据。输运性质的非单调演变被视为整个系列相关的建议倾斜倾斜可能会提高拓扑效应。仔细的密度泛函理论计算，使用全电子的方法修改以前的预测，发现一个纯铁磁基态与面内时刻的EuCd $_2$作为$_2$和Eu $_{0.5}$ Ba $_{0.5}$ Cd $_2$作为$_2$化合物-证实了我们的实验结果。这项工作表明，Ba取代可以调整的磁性在意想不到的方式，相关的拓扑性质的措施的变化，鼓励未来的工作，以找到理想的Ba浓度Eu矩倾斜。
Staggered Dzyaloshinskii-Moriya and canting angle in centrosymmetric altermagnetic and ferromagnetic phases: influence on the anomalous Hall effect and Weyl points
International Research Centre Magtop, Institute of Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理研究所马格托国际研究中心）；Institute of Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理研究所）；Department of Materials Science, University of Milan-Bicocca（米兰比可卡大学材料科学系）；Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-SPIN)（国家研究委员会（CNR-SPIN））；Lomare Technologies Limited（Lomare科技有限公司）
Sublattice spin reversal and field induced $Fe^{3+}$ spin-canting across the magnetic compensation temperature in $Y_{1.5}Gd_{1.5}Fe_{5}O_{12}$ rare-earth iron garnet
Influence of strain and chemical substitution on the magnetic anisotropy of antiferromagnetic Cr$_2$O$_3$: an ab-initio study
采用第一性原理计算研究了机械应变和化学取代对Cr $_2$ O $_3$磁各向异性能的影响.当反铁磁序参量与六方轴不一致时，Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用通过诱导自旋倾斜对MAE有很大贡献。近立方晶场导致纯Cr $_2$ O $_3$在零应变下的非常小的MAE，由于自旋倾斜，该MAE被错误地预测为负的（面内）。的MAE是强烈修改的外延应变，这调谐的$t_{2g}$三重态的晶场分裂。在任何应变下，磁偶极相互作用的贡献都很小。考察了阳离子（Al、Ti、V、Co、Fe、Nb、Zr、Mo）和阴离子（B）取代对MAE的影响。Al由于局部晶格变形而增加MAE。相比之下，V和Nb的电子配置强烈地促进易面各向异性，而其他过渡金属掺杂剂对MAE只有适度的影响。据报道，硼取代氧会提高内尔温度，但对MAE的影响很弱，MAE的符号取决于B的电荷状态。沿（0001）轴方向施加的电场对MAE有较弱的二阶效应。
Spin Disorder and Magnetic Anisotropy in Fe3O4 Nanoparticles
我们研究了具有中值粒径$\left<d\right>=8$ $nm$的葡聚糖包覆的磁铁矿（Fe $_3$ O $_4$）纳米颗粒的磁性行为。磁化曲线和现场穆斯堡尔谱测量表明，颗粒的磁矩$M_S$是远远小于块体材料。然而，我们没有发现在高磁场下磁不可逆性或非饱和行为的证据，通常与自旋倾斜有关。来自不同技术的磁各向异性$K_{eff}$的值表明，表面或形状的贡献可以忽略不计。这些粒子具有有序的A和B亚晶格的类块体亚铁磁结构，但几乎补偿了磁矩。阻塞温度与频率和外加场的依赖关系，$T_B(H,ω)$，表明所观察到的非单调行为是由粒子间相互作用的强度。
The easy axis of the magnetic response of the conduction electrons of yttrium and rare earths
我们描述了一个第一性原理计算的静态，顺磁性，自旋磁化率的金属与相对论效应，如自旋轨道耦合。这给出了所施加的调制磁场的方向，以使其响应最大化。这个易磁化轴取决于调制的波矢量q。对于h. c. p.钇，我们发现在q=（0，0，0.57）pi/c处的峰响应与费米面嵌套矢量一致，具有垂直于q的易磁化轴。这与在许多稀稀土Y合金中发现的{ \it螺旋}反铁磁序一致。相反，对均匀磁场的响应的易磁化轴沿着c轴。讨论了Gd-Y合金及其它稀土材料中传导电子在磁矩倾斜中的作用。
Investigation of the magnetic ground state of GaV$_4$S$_8$ using powder neutron diffraction
用交流磁化率和粉末中子衍射研究了多晶Néel skyrmion宿主材料GaV $_4$ S $_8$的磁性基态。在没有外加磁场的情况下，Ga V $_4$ S $_8$在13 K以下经历从顺磁性到摆线态的转变，然后在6 K以下经历类铁磁性的转变。从交流磁化率和粉末中子衍射的证据，我们已经确定了相称的磁性结构在1.5 K，与有序的磁矩$0.23(2)~μ_{\mathrm{B}}$的V1网站和$0.22(1)~μ_{\mathrm{B}}$的V2网站。这些磁矩具有类似铁磁的排列，但V2位上的磁矩以39（8）$^{\circ}$倾斜远离V $_4$簇。在6和13 K之间存在的无公度磁相，我们提供了一个彻底和仔细的分析，这种材料所表现出的摆线磁结构，使用粉末中子衍射。
First-principles design and subsequent synthesis of a material to search for the permanent electric dipole moment of the electron
我们描述的第一原理设计和随后的合成的一种新材料的特定功能所需的固态为基础的搜索的永久电偶极矩的electron.We计算表明，钙钛矿结构的铕钛酸钡应表现出所需的大的和压力依赖的铁电极化，本地磁矩，即使在液氦温度和磁有序的情况下。随后的Eu $_{0.5}$ Ba $_{0.5}$ TiO $_3$陶瓷的合成和表征证实了预测的理想性能。
Spin reorientation of the Fe moments in Eu$_{0.5}$Ca$_{0.5}$Fe$_{2}$As$_{2}$: Evidence for a strong interplay of Eu and Fe magnetism
用互补极化和非极化单晶中子衍射方法研究了Eu $_{0.5}$ Ca $_{0.5}$ Fe $_{2}$ As $_{2}$的温度相关磁性结构。在A型反铁磁（AFM）结构中，当Eu位被等价的Ca $^{2+}$稀释50%时，在低于$\mathit{T_{Eu}}$ = 10 K的温度下，Eu亚晶格仍然是长程有序的.在2.5 K时，Eu $^{2+}$自旋的磁矩大小为6.74（4）$μ_{B}$. Fe亚晶格在$\mathit{T_{SDW}}$ = 192（2）K时经历自旋密度波转变，并在$\mathit{T_{Eu}}$上方显示面内AFM结构。而在2.5 K时，Fe的$^{2+}$矩在与$\mathit{ab}$平面成14（4）°的倾斜AFM结构中是有序的.低于Eu的AFM有序温度的Fe的自旋重取向提供了Eu $_{0.5}$ Ca $_{0.5}$ Fe $_{2}$ As $_{2}$中两个磁性亚晶格之间强相互作用的直接证据。
我们报道了一种基于溶液生长的方法来合成Y $_2$ Co $_3$单晶，并对其结构和磁性进行了研究。发现Y $_2$ Co $_3$的晶体结构为La_2Ni_3型正交晶系，空间群为Cmce（No.64），Co形成畸变的kagome晶格. Y $_2$ Co $_3$在低于$T_N$ = 252 K时反铁磁性有序。磁化测量显示，主要是沿b轴对齐的时刻与一些倾斜的证据。能带结构计算表明，铁磁和反铁磁序几乎是简并的，与实验结果不符。在1GPa压力下的磁化强度测量结果表明，N-eel温度以-1.69K/GPa的斜率下降。在1.5 K和21 T下，当磁场沿b方向时，我们观察到了场致自旋翻转转变。磁化强度在高达35 T时不饱和，表明Y $_2$ Co $_3$中的反铁磁有序是相当稳健的，这对于这样的富Co金属间化合物是令人惊讶的。
