本征二维(2D)铁磁半导体是自旋电子学应用中的一类重要材料。Cr $_2$ X $_2$ Te $_6$(X = Si和Ge)半导体显示出二维类伊辛铁磁性,这种磁性在少层器件中得以保留。与Cr $_2$ Si $_2$ Te $_6$ $-ΔS_M^{max} \sim$ 5.05 J kg $^{-1}$ K $^{-1}$的铁磁转变周围的临界性质相关的最大磁熵变远大于$-ΔS_M^{max} \sim$ 2.64 J kg $^{-1}$ K $^{-1}$对于Cr $_2$ Ge $_2$ Te $_6$,面外场变化为5 T。重新缩放的$-ΔS_M(T,H)$曲线折叠成与两种材料的温度和场无关的通用曲线。这表明了类似的临界行为和2D伊辛磁性,证实了可以在Cr $_2$ X $_2$ Te $_6$的几层中保持长程铁磁性的磁晶各向异性。
英文摘要:
Intrinsic, two-dimensional (2D) ferromagnetic semiconductors are an important class of materials for spintronics applications. Cr$_2$X$_2$Te$_6$ (X = Si and Ge) semiconductors show 2D Ising-like ferromagnetism, which is preserved in few-layer devices. The maximum magnetic entropy change associated with the critical properties around the ferromagnetic transition for Cr$_2$Si$_2$Te$_6$ $-ΔS_M^{max} \sim$ 5.05 J kg$^{-1}$ K$^{-1}$ is much larger than $-ΔS_M^{max} \sim$ 2.64 J kg$^{-1}$ K$^{-1}$ for Cr$_2$Ge$_2$Te$_6$ with an out-of-plane field change of 5 T. The rescaled $-ΔS_M(T,H)$ curves collapse onto a universal curve independent of temperature and field for both materials. This indicates similar critical behavior and 2D Ising magnetism, confirming the magnetocrystalline anisotropy that could preserve the long-range ferromagnetism in few-layers of Cr$_2$X$_2$Te$_6$.
Field-rotational magnetocaloric effect: A new experimental technique for accurate measurement of the anisotropic magnetic entropy
我们开发了一种新的技术来测量热力学熵作为磁场角的函数。该技术能够在前所未有的短测量时间内实现熵的高分辨率角分辨测量。当磁场在绝热条件下旋转时,样品温度由于其熵的场角变化而改变,这被称为旋转磁热效应。通过研究这种效应以及比热,可以确定熵的场角依赖性。为了证明这种技术,我们选择自旋冰化合物Dy $_2$ Ti $_2$ O $_7$作为基准,并显示出良好的一致性之间的测量和理论熵作为场角的函数。这一发展为研究凝聚态物理提供了一种新的途径,其中多自由度起着重要的作用。
Renyi Entropy and Parity Oscillations of the Anisotropic Spin-s Heisenberg Chains in a Magnetic Field
利用密度矩阵重整化群,研究了z-磁场中各向异性自旋-s海森堡链的Renyi熵。我们考虑了半奇整数自旋s链,s=1/2,3/2,5/2,周期和开边界条件.在自旋为1/2的链的情况下,我们能够获得新的奇偶指数$p_α^{(p)}$和$p_α^{(o)}$的准确估计,给出了幂律衰减的振荡的$α-$ Renyi熵的周期性和开放的边界条件,分别。我们确认了这些指数与Luttinger参数$K$的关系,如Calabrese等人[Phys. Rev. Lett. 104,095701(2010)]。此外,预测的振荡项的周期性也观察到一些非零值的磁化$m$。我们发现,对于$s>1/2$的振荡的振幅是相当小的,并得到准确的估计$p_α^{(p)}$和$p_α^{(o)}$成为一个挑战。虽然我们对自旋为3/2的链的新普适指数$p_α^{(p)}$和$p_α^{(o)}$的估计不是很精确,但它们与理论预测是一致的。
Paramagnon Heat Capacity and Anomalous Thermopower in Anisotropic Magnetic Systems: Understanding Inter-Layer Spin Correlations in a Magnetically Disordered Phase