Critical behavior and strongly anisotropic interactions in PrMn2Ge2
Critical behavior and strongly anisotropic interactions in PrMn2Ge2
复制标题
PrMn2Ge2 中的临界行为和强各向异性相互作用
DOI：
10.1063/5.0082565
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发表时间：
2022-02
影响因子：
4
通讯作者：
Yimin Xiong
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Meng Song;Jun Zhao;Caixing Liu;Miao He;Yihao Wang;Yuyan Han;Langsheng Ling;Liang Cao;Lei Zhang;Zhe Qu;Yimin Xiong
了解室温下skyrmionic自旋组态的形成机制对于探索基于拓扑自旋织构的自旋电子学器件是至关重要的。本文研究了非共线巡游磁体PrMn_2Ge_2的各向异性磁特性和临界行为。观察到了强各向异性磁相互作用以及磁场和温度诱导的反铁磁到铁磁转变。分析了331 K高温铁磁相变的临界行为，用修正的Arrott作图法求出了临界指数β = 0.335，γ = 0.878，δ = 3.617，它们介于长程平均场和短程三维理论值之间，表明PrMn2Ge2具有多重磁相互作用.这一点也被缓和相互作用函数所证实，该函数衰减为J（r）[公式：见正文]。因此，在PrMn2Ge2中的多个磁相互作用的竞争类似于在GdRu2Si2中观察到的，并且可能是在室温下观察到的skyrmionic气泡的起源。
Understanding the mechanisms for forming skyrmionic spin configurations at room temperature is essential for exploring the applicable spintronics devices based on topological spin textures. In this work, the anisotropic magnetic properties and critical behavior are investigated in noncollinear itinerant magnet PrMn2Ge2. The strongly anisotropic magnetic interactions and magnetic field and temperature induced antiferromagnetic to ferromagnetic transition are observed. The critical behavior of high temperature ferromagnetic transition at 331 K was analyzed, and the critical exponents β = 0.335, γ = 0.878, and δ = 3.617 are extracted by the modified Arrott plot method, which lie between the values of long-range mean-field and short-range three-dimensional theories, demonstrating that PrMn2Ge2 possesses multiple magnetic interactions. This is also confirmed by the moderated interaction function, which is decay as J( r) ∼ [Formula: see text]. Therefore, the competition of multiple magnetic interactions in PrMn2Ge2 is analogous to what has been observed in GdRu2Si2 and could be the origin of skyrmionic bubbles observed at room temperature.
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