近日,中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強(qiáng)磁場科學(xué)中心副研究員朱文卡、研究員張蕾,與華中科技大學(xué)教授田召明、安徽大學(xué)博士劉威等合作,利用穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場實(shí)驗(yàn)裝置,解析出不同類型磁性拓?fù)浒虢饘俚拇沤Y(jié)構(gòu)。相關(guān)高場實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)借助高場磁性測量系統(tǒng)在水冷磁體WM5上完成。相關(guān)研究成果分別以Criticalbehavior of the magnetic Weyl semimetal PrAlGe和Field-induced tricritical phenomenon and multiple phases in DySb為題,發(fā)表在Physical Review B上。
拓?fù)浒虢饘偈悄蹜B(tài)物理研究的熱點(diǎn)。對于磁性拓?fù)浒虢饘俣裕判钥僧a(chǎn)生并調(diào)控外爾點(diǎn),使得這類材料成為研究外爾物理和磁性之間聯(lián)系的理想平臺。同時(shí),研究表明,磁結(jié)構(gòu)和磁耦合對于各種拓?fù)浞瞧接沽孔討B(tài)的形成和演化至關(guān)重要,磁性和拓?fù)浞瞧接箲B(tài)之間的聯(lián)系已在較多磁性拓?fù)洳牧现斜蛔C實(shí)。由于缺少合適或者高質(zhì)量的單晶以及實(shí)驗(yàn)手段的制約,多數(shù)理論預(yù)言的磁性拓?fù)浒虢饘偃晕幢粚?shí)驗(yàn)證實(shí)。因此,新型磁性拓?fù)浒虢饘俚奶剿骱脱芯浚瑢τ谡J(rèn)識磁性拓?fù)洳牧项H為重要。
鑒于此,研究人員對磁性拓?fù)浒虢饘俨牧螾rAlGe和DySb的高質(zhì)量單晶展開了深入研究。在PrAlGe中,本征磁有序充當(dāng)塞曼耦合使得自旋向上和自旋向下的能帶發(fā)生劈裂,但整體能帶結(jié)構(gòu)并未改變。對其磁性的研究揭示了該體系中的低維磁性耦合(2D-Ising類型)。進(jìn)一步,研究人員解析出PrAlGe的磁結(jié)構(gòu):磁矩在c方向?yàn)殍F磁排列,但具有在ab面內(nèi)的反鐵磁分量。對于DySb晶體,磁場沿著不同的晶向時(shí),表現(xiàn)出復(fù)雜的磁場誘導(dǎo)相變,且理論預(yù)言其磁性半金屬態(tài)存在于鐵磁相中,而兩個(gè)反鐵磁相對應(yīng)的拓?fù)鋺B(tài)難以確定。因此,研究人員聚焦于H//[001]的豐富磁性相變。該研究揭示了該體系中存在磁場誘導(dǎo)的三重臨界現(xiàn)象。基于不同磁結(jié)構(gòu)的解析,科研人員構(gòu)建出DySb詳細(xì)的磁場-溫度相圖,表明其中的自旋耦合存在著微妙的競爭和平衡。
該研究對于理解拓?fù)浒虢饘袤w系中的磁性和拓?fù)湫再|(zhì)之間的聯(lián)系具有重要意義。研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、大科學(xué)中心高端用戶基金、安徽省高校基金等的資助,并獲得強(qiáng)磁場安徽省實(shí)驗(yàn)室的支持。
(a)PrAlGe的晶體結(jié)構(gòu)和磁結(jié)構(gòu);(b)高場下的M(H)曲線;(3)角度依賴的磁化強(qiáng)度曲線;(d)高場下的等熱臨界擬合分析
DySb的H-T相圖及其所對應(yīng)的磁結(jié)構(gòu)
| 相關(guān)新聞: |
| 物理所等提出一類基于鐵基非常規(guī)配對的拓?fù)涑瑢?dǎo)體 |
| 新型網(wǎng)狀β-EuSn2As2高壓晶體結(jié)構(gòu)及其兩步重構(gòu)相變機(jī)制研究獲進(jìn)展 |
| 物理所等證實(shí)磁性拓?fù)浒虢饘貳uB6 |
學(xué)習(xí)園地