Size, disorder, and charge doping effects in the antiferromagnetic series Eu1-AGa4 (A = Ca, Sr, or La)
Size, disorder, and charge doping effects in the antiferromagnetic series Eu1-AGa4 (A = Ca, Sr, or La)
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反铁磁系列 Eu1-AGa4（A = Ca、Sr 或 La）中的尺寸、无序和电荷掺杂效应
DOI：
10.1016/j.jssc.2020.121232
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发表时间：
2020
影响因子：
3.3
通讯作者：
Morosan, E.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Stavinoha, Macy;Huang, C.-L.;Devlin, Kasey P.;Fettinger, James C.;Kauzlarich, Susan M.;Morosan, E.
EuGa 4拥有一个磁性的eu2 +亚晶格，周围是一个共价结合的具有BaAl 4结构类型（空间群I4/m m m）的Ga原子网络。在这项研究中，我们提出了三个新的单晶取代系列Eu A x 1−x Ga 4与A = Ca, Sr， La的合成和表征。x射线衍射和电阻率测量结果表明，Ca取代引起了高温下由四方晶体结构向低温下单斜晶体结构（CaGa 4型，空间群C2/m）的结构相变，并抑制了x = 0.45时的反铁磁有序温度至8.8 K。相比之下，当(A, x)=(La, 0.37)和（Sr, 0.91）时，La或Sr取代维持了四边形晶体结构，并将反铁磁有序温度分别抑制到6.7 K和1.6 K。除了抑制磁序外，磁化和比热测量表明（La, 0.18）、（La, 0.37）和（Sr, 0.63）的各向异性变磁转变的开始，以及（Sr, 0.38）的不相称磁转变。通过比较掺杂EuGa 4的这些影响，我们展示了EuGa 4的尺寸、无序性和电荷如何决定其结构-物理性质关系。
EuGa 4 hosts a magnetic Eu 2+ sublattice surrounded by a network of covalently-bound Ga atoms with the BaAl 4 structure type (space group I4/m m m). In this study, we present the synthesis and characterization of three new single crystal substitutional series Eu A x 1− x Ga 4 with A= Ca, Sr, or La. X-ray diffraction and resistivity measurements show that Ca substitution induced a structural phase transition from the tetragonal crystal structure at high temperatures to the monoclinic crystal structure (CaGa 4 type, space group C2/m) at low temperatures and suppressed the antiferromagnetic ordering temperature to 8.8 K for x= 0.45. Comparatively, La or Sr substitution maintained the tetragonal crystal structure and suppressed the antiferromagnetic ordering temperatures to 6.7 K and 1.6 K for (A, x)=(La, 0.37) and (Sr, 0.91), respectively. In addition to suppressing the magnetic order, magnetization and specific heat measurements indicate the onset of anisotropic metamagnetic transitions in (La, 0.18),(La, 0.37), and (Sr, 0.63), along with an incommensurate-to-commensurate magnetic transition in (Sr, 0.38). By comparing these effects of doping EuGa 4, we show how size, disorder, and charge determine the structure-physical property relations in EuGa 4.
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